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- nucleus accumbens (1)
- olfactory bulb volume (1)
- olfactory lobe (1)
- olfactory sulcus depth (1)
- oral biopharmacy (1)
- organic cation transporter 1 (1)
- ossäre Läsion (1)
- pacing (1)
- paludiculture (1)
- pancreatic cancer (1)
- pancreatic cancer cells (1)
- partial discharge (PD) (1)
- peat extraction (1)
- peat moss (1)
- performance (1)
- phototdissociation (1)
- plant-herbivore interaction (1)
- plasma-jet (1)
- plasticity (1)
- pn: Nikolai Nøjgaard (1)
- pneumococcal carriage (1)
- podocyte (1)
- polyspecificity (1)
- prevalence (1)
- prognostisch (1)
- prognostische Faktoren (1)
- pseudorabies virus (1)
- quadruplex (1)
- rTMS (1)
- radicals (1)
- radiologie (1)
- rewetting (1)
- round-leaved sundew (1)
- scale up for bulk chemical production (1)
- scapholunate instability (1)
- schlaganfall (1)
- schwere Sepsis (1)
- scrape-off layer (1)
- septischer Schock (1)
- serotypes (1)
- so-tDCS (1)
- species differences (1)
- spine density (1)
- spines (1)
- stellarator (1)
- stomach road (1)
- stress response (1)
- structure-function relationship (1)
- städtisch (1)
- subintimal (1)
- sugar pucker (1)
- sundew (1)
- sustainable land use (1)
- symmetry (1)
- thermodynamics (1)
- thermography (1)
- three-phase electrochemistry (1)
- time-correlated single photon counting (TC-SPC) (1)
- topological insulators (1)
- topologische Isolatoren (1)
- torsin (1)
- transient spark (1)
- transplant experiment (1)
- treatment (1)
- treeline (1)
- tumor cell selectivity (1)
- unfraktioniertes Heparin (1)
- virology (1)
- virulence genes (1)
- virus (1)
- vitamin K2 (1)
- wetland plant (1)
- wetted area (1)
- witch trials (1)
- witchcraft (1)
- wood anatomy (1)
- wood density (1)
- xGND (1)
- Ökosystemdienstleistung (1)
- Östrogene (1)
- Übergewicht (1)
- Überleben (1)
Institute
- Institut für Physik (11)
- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (10)
- Institut für Biochemie (10)
- Institut für Pharmazie (10)
- Interfakultäres Institut für Genetik und Funktionelle Genomforschung (MNF) (10)
- Institut für Anatomie und Zellbiologie (9)
- Institut für Community Medicine (8)
- Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde u. Geburtshilfe (7)
- Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie/Plastische Operationen (7)
- Kliniken und Polikliniken für Innere Medizin (7)
Plasma medical oncology: Immunological interpretation in head and neck squamous cell carcinoma
(2020)
Over the past several years, various important articles focusing on cancer therapy
approaches in head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs) using cold
atmospheric plasma (CAP) have been published (SEMMLER et al. 2020 [53],
METELMANN et al. 2018 [44], KEIDAR et al. 2011 [33]). This doctoral thesis presents
selected results from a prospective observational clinical study in CAP therapy of
palliative HNSCC patients, carried out at the Department of Oral and Maxillofacial
Surgery/Plastic Surgery of the Greifswald University Medicine. For oral and
maxillofacial surgeons, ulcerated surfaces of locally advanced head and neck squamous
cell carcinomas (UICC IV) offer a challenging treatment assignment with microbial
contamination and tumour progression. The clinical attempt appears to eradicate
microbial contamination and to initiate tumour regression. This doctoral thesis will
describe the processes of human tumour biology and tumour immunology in HNSCCs
and the extent of present knowledge concerning plasma medical oncology as an
anticancer modality. In the introduction of the doctoral thesis clinical results of plasma
therapy in locally advanced HNSCCs (UICC IV) are set out. This mainly includes the
investigation of a therapeutic concept, the treatment phases, the tumour size development
and the morphological changes of the infected tumour surface following cold atmospheric
plasma therapy. In the main part, a detailed immunological interpretation is proposed on
the basis of present preclinical and clinical immunological knowledge. Finally,
unexplored questions in plasma medical oncology are highlighted. This is highly
significant for future plasma research and clinical anticancer therapy.
Fehlfunktionen oder der Verlust von Podozyten führen zu Glomerulopathien, welche in ca.
90 % der Fälle die Ursache für eine Niereninsuffizienz ist. Der Verlust resultiert aus einer
fehlerhaften Haftung an der glomerulären Basalmembran unter anderem durch eine erhöhten mechanischen Beanspruchung, zum Beispiel bei erhöhtem Blutdruck. Die Erforschung
des Zusammenspieles aus dem Aktin-Zytoskelett und den Fokaladhäsionen verspricht hier
einen Erkenntnisgewinn über die Mechanismen der Adhäsion und der Resistenz gegen äußere Kräfte.
Die Fluoreszenzmikroskopie erlaubt eine detailreiche Abbildung dieser Strukturen. Die anschließende Beschreibung oder Quantifizierung ist allerdings aufgrund der ungeordneten
und statistisch verteilten Formen und Anordnungen der Filamente und Fokaladhäsionen
erschwert. Moderne computergestützte Bildauswertungsmethoden stellen hier eine Ausweg
dar, weil sie eine große Anzahl von Zellen mit einer beliebigen Detailgenauigkeit nach festen
Regeln untersuchen können. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Testung von
solchen Methoden zur quantitativen Bildauswertung für die Merkmalsextraktion von Fokaladhäsionen, des Aktin-Zytoskelettes und der Zellform bei Podozyten.
Damit einzelne Zellen verglichen werden können, müssen die Zellgrenzen erkannt werden.
Dies ist erschwert durch sich überlappende Zellen und die selektive Bildinformation von
Fluoreszenz-Bildern.
Es konnten zwei Methoden etabliert werden. Eine hat einen hohen Automatisierungsrad, basiert auf Voronoi-Diagrammen und ist geeignet zur Auswertung von vielen Zellen. Die andere
ist semi-automatisiert und erreicht eine hohe Genauigkeit beim Erkennen der Zellgrenzen.
Hiernach werden die Zellen durch Bestimmung gängiger Formfaktoren charakterisiert und
insbesondere Filopodien in ihrer Anzahl und Größe analysiert.
Der Algorithmus zur Analyse des Aktin-Zytoskelettes fußt auf einer neuen iterativen Programmstruktur. Diese ermöglicht das Beobachten von pathologischen Veränderungen des
Aktin-Zytoskelettes ohne die Parameter neu zu justieren. Es wird der vollständige Datensatz aus Länge, Breite und Orientierung der beliebig gekrümmten Aktin-Fasern extrahiert.
Das präsentierte Programm zur Auswertung der Fokaladhäsionen wurde für eine hohe Sensitivität und Spezifität optimiert. Es werden die wichtigen Merkmale Anzahl, Fläche und
Orientierung für alle Fokaladhäsionen bestimmt. Die Orientierung der Fokaladhäsionen wird
erstmals sehr robust durch die Bestimmung des Gradientenfeldes der Fluoreszenz-Intensität
berechnet.
Die Programme wurden mit Matlab implementiert und jeweils mit einer eigenständigen
Programmoberfläche ausgestattet. Außerdem wurde auf eine intuitive Bedienbarkeit und
Anwenderfreundlichkeit geachtet.
Eine erste Anwendung fanden die etablierten Methoden bei der Erforschung der Bedeutung
von Palladin und Fascin-1 auf das Zytoskelett. Bei Palladin-Knockdown-Podozyten konnte
eine Abnahme der Aktinfilamente und eine höhere Vulnerabilität auf Toxine gefunden werden. Ein Fascin-1-Knockdown bewirkt eine Abnahme der Fokaladhäsionen in ihrer Anzahl
und Fläche.
Weitere Auswirkungen von intrinsischen oder extrinsischen Veränderungen auf das Zytoskelett und die Zellform können mit den hier etablierten Methoden in Zukunft untersucht
werden. Tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Zytoskelettes sind auch durch die Korrelation dieser neu zugänglichen Merkmale untereinander und ggf. durch ein Abgleich mit
Modellen zur Simulation der Dynamik des Aktin-Zytoskelettes erwartbar.
Eine nachhaltige Entwicklung bedeutet eine dauerhaft mögliche Entwicklung innerhalb des ökologischen Erdsystems. Durch das weltweite Bevölkerungswachstum, den ansteigenden Wohlstand und nicht-nachhaltige Lebensweisen drohen die ökologischen Belastungsgrenzen unsere Erde jedoch überschritten zu werden bzw. wurden teilweise bereits überschritten. Dies hat zur Folge, dass nachfolgende wie auch parallel existierende Generationen nicht die gleichen Möglichkeiten zur Erfüllung ihrer Bedürfnisse haben, wie die heute in den Industriestaaten lebenden. Die landwirtschaftliche Erzeugung trägt dabei einen bedeutenden Teil zu dieser Bedrohung und Überschreitung der planetaren Grenzen bei, denn insbesondere der hohe und weiter ansteigende Konsum von tierischen Produkten weltweit hat zahlreiche ökologisch, jedoch auch sozial und gesundheitlich nachteilige Folgen. Einer der grundlegenden problematischen Aspekte tierischer Produkte ist der hohe Energieverlust im Laufe des Veredlungsprozesses von pflanzlichen Futtermitteln zu Fleisch- und Milchprodukten. Die Folge sind große intensiv genutzte Landwirtschaftsflächen, die notwendig sind, um jene Futtermittel zu produzieren. Dies führt zu Biodiversitätsverlusten, Treibhausgasemissionen, Landraub und gesundheitlichen Problemen aufgrund des Pestizidgebrauchs. Weitere Konsequenzen eines hohen Konsums tierischer Produkte umfassen einen hohen Wasserbedarf, Flächenkonkurrenzen zwischen dem direkten Lebensmittel- und dem Futtermittelanbau, aber auch den ethisch bedenklichen Umgang mit Tieren sowie Gefahren für die menschliche Gesundheit, z. B. koronare Herzerkrankungen und Antibiotikaresistenzen.
Begründet liegt dieser hohe und weiter wachsende Konsum tierischer Produkte in persönlichen, sozialen, ökonomischen und politischen sowie strukturellen Faktoren, wobei in vorliegender Arbeit auf den durch die westeuropäische Kultur geprägten Menschen fokussiert wird. Persönliche und soziale Hindernisse für einen reduzierten Konsum tierischer Lebensmittel liegen insbesondere in einem fehlenden Wissen, dem psychologischen Phänomen der kognitiven Dissonanz, mangelnder Achtsamkeit sowie dem Druck sozialer Normen. Wirtschaftspolitische und strukturelle Hindernisse umfassen eine wachstumsorientierte Ökonomie, fehlende Preisanreize für einen nachhaltigen Konsum sowie eine Infrastruktur, die den Konsum tierischer Produkte begünstigt.
Nichtregierungsorganisationen (NRO) als Teil des sog. Dritten Sektors, neben der Wirtschaft und der Politik, und als Vertreterinnen der Gesellschaft sind essentielle Akteurinnen in nationalen und internationalen Gestaltungsprozessen. Sie werden zumeist von der Gesellschaft oder zumindest Teilen der Gesellschaft unterstützt und können durch Öffentlichkeitsarbeit und andere Maßnahmen auf politische und ökonomische Protagonisten Druck ausüben. Somit sind NRO als potentielle Schnittstelle zwischen Gesellschaft, Politik und Wirtschaft vielversprechende Einrichtungen um den Konsum tierischer Produkte zu senken. Aufgrund der o. g. multidimensionalen Auswirkungen des hohen Konsums tierischer Produkte, haben insbesondere NRO, die die Ziele Umweltschutz, Ernährungssicherung, Tierschutz und Gesundheitsförderung verfolgen, potentiell Interesse an einer Reduktion des Fleisch-, Milch- und Eikonsums.
Studien über NRO in Schweden, Kanada und den USA weisen jedoch darauf hin, dass Umweltorganisationen sich in ihrer Arbeit für eine Begrenzung des Klimawandels nur in begrenztem Umfang für eine pflanzenbetonte Ernährungsweise einsetzen. Aufgrund der o. g. mehrdimensionalen Folgen eines hohen Konsums tierischer Lebensmittel weitet vorliegende Arbeit den Erhebungsumfang aus und umfasst die Untersuchung von deutschen Umwelt-, Welternährungs-, Gesundheits- und Tierschutzorganisationen in Hinblick auf deren Einsatz für eine Reduktion des Fleisch-, Milch- und Eikonsums.
Die Erhebung umfasst die Untersuchung von 34 der wichtigsten deutschen NRO mittels Material- und Internetseitenanalyse, vertiefende leitfadengestützte Expert*inneninterviews mit 24 NRO sowie eine Fokusgruppendiskussion zur Ergebniskontrolle, wobei das zentrale Element dabei die Expert*inneninterviews darstellen. Insgesamt entspricht der Forschungsprozess der Grounded Theory Methodologie (GTM), einem ergebnisoffenen, induktiven Vorgehen. Die Forschungsfragen umfassen neben der Analyse des aktuellen Umfangs des Einsatzes für eine pflanzenbetonte Ernährungsweise insbesondere die Einflussfaktoren auf diesen Umfang sowie die umgesetzten Handlungsstrategien für eine Reduktion des Konsums tierischer Lebensmittel.
Entsprechend der GTM steht am Ende des Forschungsprozesses vorliegender Arbeit ein Modell, das die Erkenntnisse in einer verdichteten Kernkategorie zusammenfasst. Als zentrales Ergebnis der Erhebung kann das ‚Modell der abwägenden Bestandssicherung‘ gesehen werden. Es weist, in Übereinstimmung mit der Literatur, darauf hin, dass NRO als Teil der Gesellschaft von der Außenwelt abhängig sind, d. h. von ihren Mitgliedern und staatlichen wie privaten Geldgeber*innen, aber auch von parallel agierenden NRO, Medien und gesellschaftlichen Entwicklungen. Dies kann unter der Überschrift der ‚Einstellung relevanter Interessensgruppen‘ zur Thematik der tierischen Lebensmittel gefasst werden. Auf der anderen Seite steht die ‚Einstellung der Mitarbeitenden‘ einer NRO, da die Themenaufnahme der Problematik eines hohen Fleisch-, Milch- und Eikonsums auch davon abhängt, welche Bedeutung die Mitarbeitenden dieser Thematik zusprechen und inwiefern sie bereit sind sie in das Maßnahmenportfolio aufzunehmen. Wenn sowohl die Interessensgruppen als auch die Mitarbeitenden einer NRO der Themenaufnahme befürwortend gegenüber gestellt sind, so ist ein umfassender Einsatz für eine Reduktion des Konsums tierischer Lebensmittel von dieser NRO zu erwarten. Dies trifft in vorliegender Erhebung vorwiegend auf Tierschutzorganisationen und einige Umweltorganisationen zu. Der gegenteilige Fall einer fehlenden Thematisierung tierischer Produkte tritt ein, wenn weder relevante Interessensgruppen, noch die Mitarbeitenden einer NRO die Themenaufnahme befürworten oder als dringlich erachten. Dies kann insbesondere bei Welternährungs- und Gesundheitsorganisationen beobachtet werden. Wenn die Mitarbeitenden einer NRO die Thematisierung der Problematik tierischer Lebensmittel befürworten, die relevanten Interessensgruppen jedoch ablehnend gegenüber derartigen Maßnahmen stehen, ist eine zurückhaltende Thematisierung zu erwarten, die sich auf Informationstexte bspw. auf den Internetseitenauftritten der NRO beschränkt. Dies ist v. a. bei Umwelt- und Welternährungsorganisationen erkennbar. Der vierte Fall, dass die Interessensgruppen einer NRO für eine Reduktion des Konsums tierischer Produkte eintreten würden, nicht jedoch die Mitarbeitenden der NRO, konnte in vorliegender Erhebung nur in Ansätzen bei Umweltorganisationen beobachtet werden.
Der Hauptgrund, warum NRO, insbesondere Welternährungs- und Gesundheitsorganisationen, die Problematik des hohen Konsums tierischer Produkte nicht oder nur in geringem Umfang aufnehmen, liegt in der o. g. Abhängigkeit der NRO von öffentlichen Geldgeber*innen, wie auch von privaten Spender*innen und Mitgliedern (‚Einstellung relevanter Interessensgruppen‘). Weitere Faktoren umfassen bspw. die Arbeitsteilung wie auch den Wettbewerb zwischen NRO, insofern dass auf andere NRO verwiesen wird und Nischen für eigene Themen gesucht werden.
Neben den Gründen für den Umfang der Thematisierung des hohen Konsums tierischer Lebensmittel wurden auch Strategien erfragt, die die NRO anwenden um denselben zu senken. Hierbei wurde insbesondere die Öffentlichkeitsarbeit in verschiedenen Ausrichtungen genannt und als sehr wirksam eingeschätzt. Vor allem emotional ausgerichtete, positiv formulierte, zielgruppenspezifische und anschaulich dargestellte Kampagnen können als effektiv eingeschätzt werden. Auch politische oder juristische Maßnahmen, wie Lobbyismus oder Verbandsklagen werden von den NRO durchgeführt, wobei die befragten NRO auf der bundespolitischen Ebene derzeit kaum Potential sehen Änderungen herbeizuführen; auf Regionen- oder Länderebene jedoch realistischere Einflussmöglichkeiten sehen.
Als nächste Schritte für NRO im Sinne einer (verstärkten) Thematisierung der Problematik tierischer Lebensmittel können folgende Maßnahmen geraten werden:
• Eine Erhebung der Meinung von Mitgliedern und Spender*innen zu der o. g. Themenaufnahme in das Maßnahmenportfolio der jeweiligen NRO. Dies ist insbesondere bei NRO sinnvoll, die unsicher über die Reaktion ihrer Mitglieder und Spender*innen auf einen Einsatz für eine Reduktion des Konsums tierischer Produkte sind.
• Eine Prüfung von alternativen Finanzierungsmöglichkeiten, die eine Abhängigkeit von staatlichen Geldern verringern. Hierdurch würde der Bedeutung von NRO als Teil des Dritten Sektors neben Politik und Wirtschaft gerecht und die Einflussmöglichkeiten auf dieselben erhöht.
• Eine vermehrte Kooperation zwischen NRO innerhalb einer Disziplin und zwischen Disziplinen, sodass bspw. im Rahmen eines Netzwerkes aufeinander verwiesen werden kann. Dies ermöglicht die Einhaltung der jeweiligen Organisationsphilosophien und Kernkompetenzen trotz Zusammenarbeit mit NRO, die andere Herangehensweisen an die Förderung einer pflanzenbetonten Ernährungsweise verfolgen. Zudem ermöglicht diese Netzwerkbildung eine erhöhte Wettbewerbsfähigkeit mit dem ökonomischen und politischen Sektor.
• Die Anerkennung der Handlungsfähigkeit von NRO als Pionierinnen des Wandels. Als Dritter Sektor neben der Politik und Wirtschaft kommt NRO eine große Bedeutung in der Beeinflussung gesellschaftlicher Prozesse, insbesondere auf zwischenstaatlicher Ebene zu. Auch komplexe Themen und, angesichts der Überschreitung der planetaren Grenzen, dringliche weltumfassende Themen können von kleinen, regionalen NRO aufgegriffen werden.
• Die Fortführung von bewährten Maßnahmen zur Reduktion des Konsums tierischer Produkte, wie verschiedene Formen der Öffentlichkeitsarbeit, kann als sinnvoll erachtet werden. Hinzu können neue Inhalte genommen werden, wie bspw. die Förderung eines achtsamen Konsumstils durch naturnahe Lernorte. Für eine Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnisse zu Verhaltensänderungen hinsichtlich nachhaltiger Konsumstile ist eine verstärkte Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen sinnvoll.
Diese Erkenntnisse hinsichtlich der Gründe für eine Thematisierung der Problematik tierischer Produkte durch NRO lassen sich evtl. auch auf andere Themen übertragen, die von NRO aufgegriffen werden können, wie bspw. die Kritik an Flugreisen. Zudem ist es denkbar, dass die auf Deutschland beschränkte Analyse auch auf weitere, insbesondere westlich geprägte Länder übertragen werden kann.
Aktuell steht eine Vielzahl von Operationstechniken für die Versteifung des Fingermittelgelenkes zur Verfügung. Ziel dieser Studie ist, die Eignung eines Kompressionsdrahtes (Königsee Implantate, Allendorf, Deutschland) für die Fingermittelgelenksarth- rodese biomechanisch zu untersuchen. Als Referenzverfahren diente die intraossäre Drahtnaht mit schrägem Kirschnerdraht nach Lister. In einer Cross-over-Studie wurden in biomechanischen Versuchen an menschlichen Leichenknochen jeweils drei verschiedene Implantatkonfigurationen (intraossäre Drahtnaht, ein einzelner schräger Kompressionsdraht sowie zwei gekreuzte Kompres- sionsdrähte) jeweils in Flexions- und Extensionsrichtung bis 10° belastet und die dazu benötigte Kraft gemessen. Dazu wurden zwei Gruppen zu zehn bzw. elf Präparaten gebildet. Weiterhin wurden Maximalbelastungsversuche in Extensionsrichtung mit der intraossären Drahtnaht und einem einzelnen Kompressionsdraht durchgeführt. Hierzu wurden zwei Gruppen zu acht bzw. neun Präparaten gebildet. Die Belastung erfolgte kontinuierlich bis zum Bruch des Präparates bzw. zum Implantatversagen. Zur Untersuchung des Einflusses der Knochendichte wurde diese mittels Dualer Röntgen-Absorptiometrie (DXA) gemessen. Bei den Cross-over-Versuchen zeigte sich ein statistisch relevanter Verschleißeffekt der Präparate, sodass jeweils nur die erste Versuchsserie in die statistische Auswertung miteinbezogen werden konnte. In beiden Belastungsrichtungen zeigte sich eine statistisch signifikante Überlegenheit des einzelnen Kompressionsdrahtes bzw. der gekreuzten Kompressionsdrähte gegenüber der intraossären Drahtnaht, unter Miteinbeziehung der Knochendichte in die statistische Auswertung zeigte sich keine statistisch signifikante Überlegenheit. Die Maximalbelastungsversuche zeigten keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den beiden Techniken und es konnte kein Einfluss der Knochendichte auf die biomechanische Stabilität nachgewiesen werden. In der Zusammenschau der Messergebnisse und aufgrund möglicher operationstechnischer Vorteile kann der Kompressionsdraht zur Arthrodese des Fingermittelgelenkes als geeignet angesehen werden. Weiterführende biomechanische und klinische Studien sollten angestrebt werden, um den Einsatz des Kompressionsdrahtes als neue Technik zur Arthrodese des Fingermittelgelenkes zu etablieren.
Adipositas stellt weltweit ein zunehmendes Problem dar. Es besteht kein Zweifel an
den systemischen schädlichen Auswirkungen des übermäßigen Körperfetts. Auch
das Nervensystem ist von den pathologischen Prozessen betroffen, die durch
Adipositas angestoßen werden. Die genauen Mechanismen, die diesen Prozessen
zugrunde liegen, sind noch unklar. Auch gibt es bislang keine klinisch etablierten
Biomarker, die eine gezielte Diagnostik und ein Therapiemonitoring der neuronalen
Schäden ermöglichen. NSE ist ein Marker für Neurodestruktion. Bei Adipositas und
Demenz weisen Studien auf das Potenzial von NSE als Marker für die zerebralen
Auswirkungen dieser Erkrankungen hin. Daher behandelt diese Dissertation die
Zusammenhänge zwischen NSE, BMI, GMV und Alter. Darüber hinaus wurde die
Assoziation zwischen dem weiteren Biomarker BDNF sowie Vitamin D und
Adipositas untersucht. Die Daten wurden im Rahmen der SHIP-Studie in einer
Teilstichprobe (SHIP-TREND) erhoben.
Es zeigten sich altersabhängig geschlechtsspezifische Unterschiede der NSE-
Spiegel. Während bei Frauen die NSE-Werte im Alter anstiegen, sanken sie bei
Männern. Zwischen NSE-Werten und BMI fand sich eine parabolische Assoziation
mit fallenden NSE-Werten ab einem BMI ≥25 kg/m². Kein Zusammenhang fand sich
zwischen NSE und GMV, Alter und magnetresonanz-tomographischen Mustern der
Gehirnalterung. Zwischen Vitamin D und Adipositas fand sich eine inverse
Assoziation, zwischen BDNF und der WHR ein U-förmiger Zusammenhang. Als
zugrunde liegende Pathomechanismen werden geschlechtsspezifische Unterschiede
der Hirnalterung, neuronale Degeneration, Veränderungen des neuronalen
Glukosemetabolismus und der neuronalen Differenzierung sowie Neuroinflammation
diskutiert.
Im Einklang mit der aktuellen Studienlage kann im Frühstadium von Adipositas eine
akute neuronale Schädigung angenommen werden. Jedoch scheint das
Fortschreiten und Andauern von Adipositas tiefgreifende Veränderungen durch das
überschüssige Körperfett anzustoßen, die sich auf neuronaler Ebene manifestieren.
Weitere Studien zur Evaluierung von Biomarkern bei Adipositas sind nötig, um
klinisch wirksame Handlungsstrategien entwickeln zu können.
Die zukünftige Erfassung von Biomarkern bei Adipositas im klinischen Alltag könnte
so die Therapieadhärenz von Patienten verbessern und durch gezielte Interventionen
bei Risikopatienten ein Fortschreiten neuronaler Schäden verhindern.
Zusammenfassung
Die Beurteilung der Größe von Lymphknoten spielt in der klinischen Diagnostik von Tumorpatienten eine entscheidende Rolle. Obgleich wie bei jeder klinischen Fragestellung dabei stets anamnestische Daten eines Patienten wie Alter, BMI und Körpergewicht herangezogen werden, sind die möglichen Zusammenhänge zwischen diesen anamnestischen Daten und dem Lymphknotenbefund bisher wenig bekannt. Die Kenntnis solcher Zusammenhänge können jedoch für die Risikoeinschätzung eines malignen Geschehens von großer Bedeutung sein. Das Anliegen dieser Arbeit bestand darin die Größenveränderung von Lymphknoten in Relation zu den anamnestischen Daten Alter, Body-Mass-Index und Körpergewicht bei einer definierten Bevölkerungsgruppe in einem physiologischen Kontext darzustellen.
Im Rahmen der randomisierten und kontrollierten SHIP-MRT-Studie der Universität Greifswald untersuchte diese Studie die Datensätze von 1451 Probanden. Die Gesamtheit der Probanden setzte sich aus den Kohorten SHIP-Trend (990 Probanden) und SHIP-2 (461 Probanden) zusammen. Die Kohortengruppe SHIP-Trend umfasste 495 männliche und 495 weibliche Probanden im Alter von 21 – 89 Jahren. Die Kohortengruppe SHIP-2 setzte sich zusammen aus 221 männlichen und 240 weiblichen Probanden im Alter von 30 – 89 Jahren. Die Datensätze wurden durch zwei unabhängig voneinander arbeitende Untersucher befundet. Die untersuchte Halsregion befand sich zwischen den Bandscheibenfächern der Halswirbelkörper 2 und 3 sowie den Bandscheibenfächern der Halswirbelkörper 6 und 7 beider Seiten. Die Lymphknoten wurden in 2 Ebenen vermessen und in ihrer anatomischen Position erfasst. Bei jedem gefundenen Lymphknoten wurde der Längsdurchmesser und der Querdurchmesser bestimmt. Die gewonnenen Daten wurden in eine standardisierte Datenmaske eingetragen. Dabei wurden 6 Kategorien verwendet in denen die einzelnen Messwerte eingeordnet wurden, um sie besser auswerten zu können.
Die Kategorien, in welche die Messwerte für die Lymphknotenlängsdurchmesser und die Lymphknotenquerdurchmesser eingeordnet wurden, stellten sich wie folgt dar: < 0.8 cm; 0.8 – 1.0 cm; 1.01 – 1.2 cm; 1.21 – 1.4 cm; 1.41 – 1.6 cm; > 1.6 cm. Auf dieser Grundlage wurden die erhobenen Daten mit folgenden anamnestischen Daten in Beziehung gesetzt: Alter, Körpergewicht und Body-Mass-Index. Die Auswertung erfolgte für die linke und rechte Körperhälfte sowohl für die Gesamtheit aller Probanden bestehend aus den Kohorten SHIP-Trend und SHIP-2, sowie getrennt zwischen den Kohorten SHIP-Trend und SHIP-2. Zur Überprüfung auf Signifikanz der Zusammenhänge der Lymphknotenlängs- und -querdurchmesser in Bezug auf Alter, BMI und Körpergewicht der jeweils rechten und linken Halsseite wurden lineare Regressionsmodelle angefertigt.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Lymphknotenlängsdurchmesser und der Lymphknotenquerdurchmesser sowohl in der linken und der rechten Körperhälfte mit steigendem Alter abnehmen. Unterschiede zwischen den Probanden der beiden SHIP Kohorten traten nicht auf. Weiterhin konnte herausgearbeitet werden, dass bei beiden SHIP Kohorten sowie in der Gesamtheit aller Probanden mit steigendem Adipositasgrad die Lymphknotendurchmesser zunehmen. Dies traf gleichermaßen für die linke und die rechte Körperhälfte zu. In ähnlicher Weise nahmen die Lymphknotendurchmesser bei beiden SHIP Kohorten sowie in der Gesamtheit aller Probanden mit steigendem Alter zu. Seitenunterschiede traten hier ebenfalls nicht auf.
Die vorliegende Studie zeigt, dass die Größe der Halslymphknoten ganz offensichtlich mit dem Alter, dem BMI und dem Körpergewicht korrelieren. Obgleich die zugrundeliegenden Zusammenhänge zur Zeit nur vermutet werden können, sollte diesen Zusammenhängen im klinischen Alltag größere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Weitere Studien sollten darauf aufbauend eine anamnestische Analyse von Lymphadenopathie-relevanten Vorerkrankungen innerhalb der Probandengruppe durchführen und diese zu unseren Ergebnissen in Beziehung setzen.
In recent years, negative impact of pharmaceutical products on natural environment became an issue of high public interest. Pharmaceutical residues are detected in various ecosystems worldwide. Due to increasing production and consumption of medicines this problem is intensified. Therefore, an efficient way to restrain release into the world’s water system is required.
This work presents an enzymatic approach for the degradation of pharmaceuticals in wastewater treatment plants, using laccase and cytochrome P450 — two enzymes of high biotechnological and industrial potential. Laccase genes from fungi Trametes versicolor and Pycnoporus cinnabarinus were isolated and overexpressed in the non-conventional yeast Arxula adeninivorans. This organism served also as cytochrome P450 gene donor.
Recombinant laccase Tvlcc5 was purified by immobilized-metal ion affinity chromatography and biochemically characterized using 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) as substrate for enzyme activity assays. The optimal temperature and pH were found to be 50 °C and 4.5–5.5, respectively. The half-life of Tvlcc5 at 60 °C was around 20 min. It was demonstrated that the presence of copper ions is essential for the synthesis of active protein. Moreover, negative impact of chloride anions on laccase activity was shown.
Cultivation conditions for the Tvlcc5 producing strain A. adeninivorans G1212/YRC102-TEF1-TVLCC5-6H were optimized. It was found that maintaining the pH at a constant level between pH 6.0 and 7.0 is essential for the production of active enzyme. Optimal cell growth and laccase accumulation were reached at 20 °C and in medium supplemented with 0.5 mM CuSO4. Performed fed-batch cultivation resulted in a laccase activity of 4986.3 U L-1.
Factors influencing the synthesis of Tvlcc5 leading to increased production of this protein were investigated. It was found that using three non-native signal peptides (cutinase 2 from A. adeninivorans (ACut2), α-mating factor from S. cerevisiae (MFα), and acid phosphatase from P. pastoris (PHO1) signal peptides) enhances the secretion of active enzyme by 20–80%. Besides that, additional overexpression of copper transporters positively affects laccase production.
Finally, it was proven that recombinant Tvlcc5 is a promising agent for the degradation of certain pharmaceuticals. After 24 h of incubation, the concentration of diclofenac and sulfamethoxazole decreased to 46.8% and 51.1%, respectively. Furthermore, it was shown that the addition of the redox mediator ABTS significantly shortens the degradation time of these substances.
Pankreaskarzinome zählen zu den aggressivsten Tumorentitäten, metastasieren früh und haben eine sehr schlechte Prognose. Aktuellen Untersuchungen zufolge liegt die Fünf-Jahres-Überlebensrate nach einem in kurativer Absicht durchgeführten Eingriff mit anschließender Chemotherapie bei ca. 20 bis 30 %. Bedingt durch die meist erst sehr spät einsetzenden Frühsymptome sind zum Zeitpunkt der Diagnosestellung jedoch nur noch 10 bis 20 % der Tumoren operabel. Chronischer Stress könnte diese Prognose zusätzlich verschlechtern.
In dieser Arbeit wurde in vivo in einem murinen, syngenen und immunkompetenten Pankreaskarzinommodell mittels magnetresonanztomographischer Bildgebung untersucht, ob sich chronischer Stress auf die Tumorprogression eines orthotop implantierten Pankreaskarzinoms bei C57BL/6-Mäusen und deren Prognose auswirkte. Die Stressquantifizierung ließ sich über die Erfassung eines Stressscores und mittels Messung von Corticosteron aus dem Serum der Mäuse eindeutig validieren. Immunhistochemisch wurde die Expression der Matrixmetalloproteinase-9 im Tumorstroma untersucht.
Die Ergebnisse zeigten ein durch Stress induziertes schnelleres Tumorwachstum mit konsekutiv schlechterer Überlebensprognose. Eine unselektive β-Rezeptoren-Blockade mittels Propranolol reduzierte die in dieser Arbeit beschriebenen negativen Auswirkungen von Stress signifikant und verlängerte das Überleben der tumortragenden Versuchstiere unter Stressbedingungen. Die immunhistochemische Aufarbeitung zeigte eine vermehrte MMP-9-Expression im Tumorstroma unter Stressbedingungen.
Die Blockade der β-Rezeptoren wäre zukünftig eine mögliche additive therapeutische Maßnahme, und erste klinisch retrospektive Kohortenstudien legen nahe, dass β-Blocker die Prognose von Tumorerkrankungen positiv beeinflussen können. Zukünftig könnte eine weitere intensive Erforschung stressassoziierter Auswirkungen und Signalkaskaden zum Verständnis und zur Weiterentwicklung dieser vielversprechenden therapeutischen Ansätze beitragen.
Mathematical phylogenetics provides the theoretical framework for the reconstruction and analysis of phylogenetic trees and networks. The underlying theory is based on various mathematical disciplines, ranging from graph theory to probability theory.
In this thesis, we take a mostly combinatorial and graph-theoretical position and study different problems concerning phylogenetic trees and networks.
We start by considering phylogenetic diversity indices that rank species for conservation. Two such indices for rooted trees are the Fair Proportion index and the Equal Splits index, and we analyze how different they can be from each other and under which circumstances they coincide. Moreover, we define and investigate analogues of these indices for unrooted trees.
Subsequently, we study the Shapley value of unrooted trees, another popular phylogenetic diversity index. We show that it may fail as a prioritization criterion in biodiversity conservation and is outcompeted by an existing greedy approach. Afterwards, we leave the biodiversity setting and consider the Shapley value as a tree reconstruction tool. Here, we show that non-isomorphic trees may have permutation-equivalent Shapley transformation matrices and identical Shapley values, implying that the Shapley value cannot reliably be employed in tree reconstruction.
In addition to phylogenetic diversity indices, another class of indices frequently discussed in mathematical phylogenetics, is the class of balance indices. In this thesis, we study one of the oldest and most popular of them, namely the Colless index for rooted binary trees. We focus on its extremal values and analyze both its maximum and minimum values as well as the trees that achieve them.
Having analyzed various questions regarding phylogenetic trees, we finally turn to phylogenetic networks. We focus on a certain class of phylogenetic networks, namely tree-based networks, and consider this class both in a rooted and in an unrooted setting.
First, we prove the existence of a rooted non-binary universal tree-based network with n leaves for all positive integers n, that is, we show that there exists a rooted non-binary tree-based network with $n$ leaves that has every non-binary phylogenetic tree on the same leaf set as a base tree.
Finally, we study unrooted tree-based networks and introduce a class of networks that are necessarily tree-based, namely edge-based networks. We show that edge-based networks are closely related to a family of graphs in classical graph theory, so-called generalized series-parallel graphs, and explore this relationship in full detail.
In summary, we add new insights into existing concepts in mathematical phylogenetics, answer open questions in the literature, and introduce new concepts and approaches. In doing so, we make a small but relevant contribution to current research in mathematical phylogenetics.
Wie andere Vertreter der Paramyxoviridae vergrößert das NDV durch Editierung von Transkripten seine Kodierungskapazität. Durch co-transkriptionelle mRNA-Editierung kodiert das P-Gen beim NDV sowohl für das P-, das V-, als auch das W-Protein. Die drei Proteine gleichen sich N-terminal, wohingegen die C-Termini in Länge und AS-Zusammensetzung variieren. Während sowohl Expression als auch Inkorporation des P- und V-Proteins in das NDV-Partikel nachgewiesen wurde, gab es bisher keinen Beweis für die Existenz des W-Proteins.
Für den Nachweis der Expression des NDV W-Proteins wurden W-spezifische Seren auf Grundlage von Peptiden generiert, welche im spezifischen C-Terminus lokalisiert waren und vorhersagbare antigene Regionen beinhalteten. Je eines der Kaninchenseren ermöglichte die Detektion von Plasmid-exprimiertem NDV W-Protein, sowie W-Protein in infizierten Zellen mittels indirekter IF und WB-Analyse.
Eine Inkorporation des W-Proteins in NDV-Virionen deuteten WB- und massen-spektrometrische Analysen an, während die Abwesenheit des Proteins für rekombinante NDV deren W-Protein Expression durch unterschiedliche Mutations-ansätze unterbunden wurde, in infizierten Zellen und Viruspartikeln bestätigt werden konnte.
Untersuchungen infizierter Zellen mit Hilfe konfokaler Mikroskopie zeigten eine Akkumulation des W-Proteins im Zellkern. Diese Lokalisation wurde auf eine zweigliedrige NLS im spezifischen C-Terminus zurückgeführt und die Funktionalität der NLS anhand der zytoplasmatischen Verteilung des Proteins in transfizierten bzw. infizierten Zellen nach Mutation der zwei basischen Cluster bestätigt.
Vergleichende Untersuchungen rekombinanter und WT-NDV zeigten keinen Einfluss der NLS bzw. der Expression des W-Proteins auf die Virusreplikation in vitro.
Bei der Analyse wirtsspezifischer, IFN-antagonistischer Funktionen des NDV W-Proteins in der späten Phase der Typ-I-IFN-Antwort mit Hilfe eines Hühnerzell-basierten IFN signaling Assays konnte sowohl für das W-Protein eines lentogenen (NDV Cl30), als auch eines velogenen NDV-Stammes (NDV Herts_I) kein inhibierender Effekt auf den untersuchten Signalweg gezeigt werden. Stattdessen deutete sich für das NDV Cl30 W-Protein ein aktivierender Effekt an.
Sequenzanalysen zur Vorhersagbarkeit von W-Proteinen bzw. C-terminal kodierten NLS in NDV-Stämme unterschiedlicher Virulenz und Genotypen ließen keinen Rückschluss auf einen Einfluss des W-Proteins auf die Pathogenität von NDV zu.
Im Gegensatz zum W-Protein war die Expression des NDV V-Proteins essentiell für die Replikation von NDV in vitro und in ovo.
Für die Analyse des Einflusses von V-Proteinen unterschiedlicher Herkunft auf die Replikation eines lentogenen NDV in vitro wurden diese in verschiedenen rekombinanten Viren von einem zusätzlich inserierten ORF exprimiert und die Expression der homo- und heterologen V-Proteine durch stammspezifische Seren überprüft, wofür im Vorfeld ein NDV R75/95 V-spezifisches Peptidserum generiert wurde. Keines dieser rekombinanten Viren zeigte Replikationsvorteile in vitro im Vergleich zum parentalen Virus.
Ein Hinweis auf einen Einfluss der Herkunft des V-Proteins konnte mit Hilfe des Hühnerzell-IFN signaling Assays erhalten werden. Während das V-Protein eines lentogenen NDV (NDV Cl30) keinen inhibierenden Effekt zeigte, deutete sich ein leicht inhibierender Effekt für das velogene NDV Herts_I V-Protein in einer Zelllinie an.
Pilotstudien zur potenziellen IFN-antagonistischen Funktion des V-Proteins wurden nach vorheriger Transfektion und Überexpression von V-Proteinen unterschiedlicher Pathotypen bzw. nach Vorbehandlung von Zellen mit Hühner-IFN-α vor Infektion durchgeführt. Die Replikation des korrespondierenden WT-Viruses bzw. rekombinanten Virus mit homo- oder heterologer V-Proteinexpression war in vitro in beiden Fällen nicht verändert.
An experimental investigation of particle parallel flows has been carried out at Wendelstein 7-X (W7-X), one of the most advanced stellarators in the world. The studies are restricted to the outermost plasma region, the scrape-off layer (SOL), which is shaped to tackle the exhaust problem in vision of future fusion reactors based on plasma magnetic confinement. The aim of the measurements is to set the basis for a physics analysis of the SOL dynamics by obtaining direct information on convective heat transport, together with the assessment of the predominant flow directions of the main plasma ions and of fusion-products or wall-released impurities. In this way, a better comprehension of the interplay between the transport parallel and perpendicular to the SOL field lines can be achieved, contributing to the understanding of the effectiveness of the island divertor configuration.
The chosen instrument for the experimental studies is the Coherence Imaging Spectroscopy (CIS) diagnostic, a camera-based interferometer capable of measuring 2D Doppler particle flows associated with a selected visible line from the plasma. The diagnostic is distinguished by its high time resolution and spatial coverage, allowing the visualisation and measurements of flow velocities for a full module of W7-X simultaneously. A CIS diagnostic has been fully designed for W7-X with an improved level of accuracy achieved thanks to the implementation of a new calibration source, a continuous-wave-emission tunable laser. The laser allowed a full characterization of the diagnostic and a frequent precise calibration, making the CIS system reliable for parallel flow investigations during the operational campaign OP1.2. The validity and importance of the CIS measurements have been further confirmed with dedicated simulation of the SOL plasma parameters by the EMC3-EIRENE code, and by comparisons with other edge diagnostics. The CIS results show the effects related to dynamical changes in the SOL due to impurity gas puffs or the development of a plasma current. Moreover, CIS can be used as a powerful tool to test the limits of the current theoretical models, for example in the case of forward and reversed field experiments.
Vertreter der Gattung Bacillus werden nicht zuletzt wegen ihrer guten Sekretionsleistung als Expressionswirte in der pharmazeutischen und chemischen Industrie genutzt und stellen eine Alternative zum gramnegativen Bakterium Escherichia coli, Hefepilzen und anderen Organismen dar. Die Art B. licheniformis ist besonders für die Proteaseproduktion geeignet, während B. subtilis zusätzlich als Produktionswirt für die industrielle Herstellung von Wirk- und Zusatzstoffen wie Bacitracin und Riboflavin verwendet wird.
Das Genom beider Arten wurde vollständig sequenziert und ermöglicht die Analyse einzelner Gene und deren Funktionen. Um die Effizienz von industriellen Fermentationsprozessen zu erhöhen, können verschiedene genetische Modifikationen hilfreich sein. So kann beispielsweise die Deletion einzelner Gene bzw. Gencluster als auch die heterologe Expression bestimmter Gene zu einer Weiterentwicklung eines Produktionsstammes beitragen und die Vorteile mehrerer Stämme in einem vereinen. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit beinhaltet u. a. die Erstellung eines optimierten Wirtssystems.
Im Mittelpunkt der dazu durchgeführten Untersuchungen zu B. subtilis standen verschiedene Enzyme des Acetoinstoffwechsels. Es konnte anhand der Überexpression der homologen Xylanase XynA gezeigt werden, dass die Deletion des Operons acoABCL in B. subtilis
6051HGW zu einer verbesserten Autoinduktion des acoA-Promotors führt. Durch einen alsDS-knock out hingegen wird diese verringert. Eine verbesserte Acetoinproduktion des Stammes B. subtilis 6051HGW konnte durch die Expression einer zweiten Kopie der Gene der beiden Untereinheiten einer Acetolactat-Synthase (IlvBH) erreicht werden. Zudem wurde während der stationären Phase ein verbessertes Wachstumsverhalten dieser Mutante auf Minimalmedium beobachtet.
Weiterhin wurde das Gen einer putativen Diacetyl-Reduktase aus dem Stamm B. subtilis TU-B-10 untersucht. Dieses Enzym könnte für die Reduktion des nichtenzymatisch entstandenen
Metaboliten Diacetyl zu Acetoin verantwortlich sein. Nach Integration des entsprechenden Gens in B. subtilis 6051HGW war jedoch keine erhöhte Acetoinkonzentration im Kulturüber-
stand zu messen.
B. subtilis 6051HGW LS8PD zeichnet sich u. a. durch seine 8-fache Proteasedefizienz aus. Anhand zweier Modellenzyme wurde die Eignung des Stammes als Expressionswirt heterologer Proteine untersucht. Mit Hilfe eines simulierten fed-batch-Verfahrens konnte das aus dem eukaryotischen Wirt S. cerevisiae stammende Gen sOx in B. subtilis 6051HGW LS8PD erfolgreich exprimiert und in den Überstand sekretiert werden. Nach Expression des Gens einer DnaseI aus Bos taurus konnte das entsprechende Protein extrazellulär dagegen nicht nachgewiesen werden.
Andere Untersuchungen, die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführt wurden, beschäftigten sich mit dem Glyoxylatstoffwechsel von B. subtilis 6051HGW. Die Gene des
Glyoxylatzyklus sind nicht im Genom von B. subtilis enthalten. Werden sie aus B. licheniformis in B. subtilis6051HGW transferiert, kann der generierte Stamm B. subtilis ACE Überflussmetabolite wie Acetoin oder Acetat für das Wachstum nutzen. Dabei reichert sich jedoch extrazellulär der Metabolit Glycolat an, was möglicherweise zu einer Beeinträchtigung des Glyoxylatzyklus führen kann. Da die Akkumulation von Glycolat in B. licheniformis nicht erfolgt, wurde vermutet, dass die Aktivität der putativen Glyoxylat-Reduktase GyaR dafür verantwortlich ist.
Für weitere genetische Modifikationen von B. subtilis ACE war eine Neukonstruktion des Stammes erforderlich. Ein anschließender Transfer des Gens gyaR in B. subtilis konnte die extrazelluläre Glycolatkonzentration jedoch nicht senken. Auch die Deletion von gyaR in B. licheniformis
führte nicht zu höheren Konzentrationen dieses Metaboliten. Es kann geschlussfolgert werden, dass das untersuchte Gen gyaR nicht für eine Glyoxylat-Reduktase codiert.
Weitere Untersuchungen beschäftigten sich mit der Zellheterogenität von B. licheniformis P300. Das Auftreten von Subpopulationen in einer Bakterienkultur kann zu einem unterschiedlichen Verhalten der einzelnen Zellen und einer verringerten Gesamteffizienz in Produktions-
prozessen führen. In Zellkulturen des Stammes B. licheniformis P300 konnten verschiedene Subpopulationen identifiziert werden.
Um die genetische Zugänglichkeit zu optimieren, wurden verschiedene Untersuchungen zur natürlichen Kompetenz von B. licheniformis P300 durchgeführt. Zur Vereinheitlichung der
während der Kultivierung des Stammes auftretenden Subpopulationen wurden sigD- und sipW-tasA-yqxM-Deletionsmutanten erstellt. Zur Stammkonstruktion kam ein Verfahren zur Anwendung, das clean deletions im Genom erzeugte. Das Protokoll der Kolonie-PCR zur Identifizierung von potentiellen Deletanten wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit optimiert.
Die generierten Mutanten zeigten im Gegensatz zum Wildtypstamm keine sigD-vermittelte Motilität und Chemotaxis sowie keine tasA-vermittelte Biofilmbildung. Nach Auftrennung der Zellen durch Dichtegradientenzentrifugation wurden die auftretenden Banden mit denen des Wildtyps verglichen. Dabei zeigte sich, dass eine Deletion von sigD zur Vereinheitlichung der Subpopulationen führt. Die generierte Mutante wies weiterhin ein verbessertes Wachstum
als der Wildtyp und einen veränderten Phänotyp auf, zeigte aber eine verringerte Effizienz bei der Transformation von DNA durch Elektroporation.
The non-renewable energy sources coal, oil and natural gas that contribute the major share of the world's energy, will be running out in the next 40-80 years. With the growing energy demands especially in developing countries, which is likely to surpass that of the developed countries in next 50 years, an alternate energy source is the need to the hour. The nuclear fusion energy is foreseen as one of the potential candidates to solve the current global energy crisis. One of the major challenges faced by the fusion community is the problem of power exhaust. With the larger fusion devices to be built in the future, the heat load on the plasma facing components are expected to grow higher. The present work explores two numerical studies performed on the Wendelstein 7-X, the world's largest stellarator type fusion device, to cope with this problem.
The first project on `'Numerical Studies on the impact of Connection Length in Wendelstein 7-X'' identifies magnetic configuration with long connection lengths, which could bring down the peak heat fluxes onto the divertor to manageable levels, by greater role of cross-field transport which may assist to get a wider heat deposition profile. The second project on `'Development of Heating Scenario to Reduce the Impact of Bootstrap Currents in Wendelstein 7-X'' advocates a novel self-consistent approach to reach high plasma density at full heating power without overloading the divertor during the transient phase of the evolution of the toroidal plasma current, by controlling two parameters; density and power. The aim of both the projects is to contribute to tackling the challenge of the tremendous power exhaust from fusion plasma which, if solved, will be a large step closer to a fusion power plant.
Tumorpatienten haben ein erhöhtes Risiko für thrombembolische Ereignisse und werden deshalb oft prophylaktisch mit Heparinen behandelt. Klinische Beobachtungen zeigen, dass Heparine bei Tumorpatienten positive Effekte haben, die über die klassische antikoagulatorische Wirkung hinaus gehen und möglicherweise einen davon unabhängigen Überlebensvorteil bieten. Die genauen Mechanismen sind nicht vollständig geklärt. Diskutiert werden günstige Einflüsse der Heparine auf die Tumorzellen selbst, auf das umgebende Tumormikromilieu oder auch auf die Metastasierung.
Diese Arbeit untersucht, ob Heparine allein oder in Kombination mit dem Chemotherapeutikum Paclitaxel (PTX) einen direkten Einfluss auf das Überleben und das Wachstum humaner Endometriumkarzinomzellen (ECa-Zellen) in vitro haben. Des Weiteren wird überprüft, inwieweit diese Substanzen Auswirkungen auf den Zytokinhaushalt der ECa-Zellen haben.
Anhand von Vitalitäts- und Zytotoxizitätsmessungen zeigte sich, dass Heparine keine Veränderung der Wachstums- und Überlebensraten der untersuchten ECa-Zelllinien in vitro bewirken. Eine Modulation der antimitotischen Wirkung von PTX durch Heparine war nicht nachweisbar. Unter der Behandlung mit PTX kam es bei einigen der untersuchten Zelllinien zu einer signifikant stärkeren Expression und Sekretion der Zytokine RANTES, MCP-1 und IL-6, während der Einsatz von unfraktioniertem Heparin (UFH) keinen generalisierbaren Effekt auf den Zytokinhaushalt der ECa-Zellen erbrachte. Die Kombinationsbehandlung aus PTX und UFH zeigte lediglich bei RL95-2-Zellen eine synergistische Wirkung bei der Zunahme der RANTES-Sekretion.
Um eine genauere Bewertung dieser in vitro beobachteten Effekte zu ermöglichen, sollten weitere Untersuchungen zur Rolle von RANTES, MCP-1 und IL-6 im Tumormikromilieu des Endometriumkarzinom angestrebt werden. Auch wenn sich kein verallgemeinbarer Effekt von Heparinen auf den Zytokinhaushalt der untersuchten ECa-Zellen zeigte, sind einzelne modulatorische Einflüsse denkbar, weil die individuellen Merkmale von Tumorzellen und deren Umgebungscharakteristika eine Vielzahl von Interaktionsmöglichkeiten bieten.
Zusammenfassung:
Zielstellung dieser Arbeit war es, den Einfluss von „lone atrial fibrillation“ auf die extrazelluläre und intrazelluläre Signaltransduktion des TGF-beta1-Signalweges zu untersuchen. Dazu wurde das Modell des „acute rapid pacing“ unter Verwendung muriner HL-1-Zellen genutzt. Weiterhin wurde die Einflussnahme von Irbesartan auf die festgestellten Veränderungen geprüft.
„Acute rapid pacing“ führte zu einer erhöhten mRNA-Expression profibrotischer Faktoren wie CTGF, SGK1 und TGF-beta1. Marker für kardiale Schädigung wie MSTN und FSTL3 zeigten ebenfalls eine Erhöhung des mRNA-Gehaltes nach „acute rapid pacing“. Kardial protektive Faktoren wie FSTL1 fanden sich im mRNA-Gehalt dagegen erniedrigt. Auf Proteinebene zeigte sich eine Mehrexpression des Stressmarkers GSK. Die Verwendung von Irbesartan beim „acute rapid pacing“ führte zu einer Reduktion der elevierten mRNA-Gehalte der profibrotischen Faktoren CTGF, SGK1 und TGF-beta1. Gleichfalls sank durch Irbesartan der erhöhte mRNA-Gehalt der kardialen Schädigungsmarker MSTN und FSTL3. Auf den mRNA-Gehalt des kardioprotektiven FSTL1 hatte Irbesartan keinen bedeutenden Einfluss. Auf Proteinebene konnte eine Minderexpression des Stressmarkers GSK festgestellt werden, wenn „rapidly paced“ Zellen mit Irbesartan inkubiert worden waren. Für andere untersuchte, mutmaßliche Modifikatoren wie Endoglin und FSTL5 lassen sich keine relevanten Aussagen ableiten.
In Bezug auf den weiteren Signalweg sprechen die Ergebnisse der mRNA-Werte von ALK1 (Acvrl1), ALK2 (Acvr1) und ALK5 (Tgfbr1) nach „acute rapid pacing“ für eine Aktivierung des Phospho-Smad-1/-5/-8-Schenkels. Die Ergebnisse der Proteinexpression von Phospho-Smad-1/-5/-8 und phospho-Smad-2 nach „acute rapid pacing“ bzw. Inkubation mit TGF-beta1 stützen diese These.
Tgfbr2-mRNA konnte in HL-1-Zellen wiederholt nicht nachgewiesen werden, wurde jedoch in Kardiozyten von Mus musculus detektiert. Dies spricht für relevante Unterschiede im kanonischen TGF-beta-Signalweg zwischen HL-1-Zellen und nativem Mausgewebe.
Die untersuchten Zielgene des TGF-beta-Signalwegs – ID1, ID2 und ID3 – zeigten in Bezug auf ihre mRNA nach „acute rapid pacing“ ein differenziertes Verhalten mit Anstieg von ID1 und Absenkung von ID2 und ID3, was zum Prozess eines Remodelings passt. Irbesartan führte in Bezug auf die mRNA der genannten Zielgene nach „acute rapid pacing“ zu keiner signifikanten Änderung.
Hintergrund: Die Untersuchung der Wertigkeit der Duktoskopie, bei einem bestimmten Patientenkollektiv mit pathologischer Mamillensekretion, und diese mit der Standarddiagnostik zu vergleichen. Das Hauptziel ist es, die Korrelation zwischen den Befunden der Standarddiagnostiken und den histopathologischen Befunden der entnommenen Milchgänge zu untersuchen.
Methoden: Es wurde eine nationale prospektive Multicenterstudie vom September 2006 bis zum Mai 2009 bei 214 Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion durchgeführt. Alle Frauen wurden duktoskopiert mit anschließend gezielter Milchgangsexstirpation. Die Ergebnisse der histopathologischen Befunde gelten als Referenzkriterium. Die einzelnen diagnostischen Verfahren wurden anhand der Sensitivität, Spezifität und Effizienz verglichen bezüglich der Erkennung von intraduktalen malignen Läsionen.
Ergebnisse: Die Duktoskopie besitzt die höchste Sensitivität von 100%, gefolgt von der Galaktografie (81,3%), Spülzytologie (50%), Abstrich (33,3%), Mammografie (18,2%), MRT (16,7%) und Sonografie (9,1%). Über die höchste Spezifität verfügt die Spülzytologie mit 97,1%, gefolgt vom Abstrich (96,9%), Mammografie (91,7%), Sonografie (86,1%), MRT (85,4%), Duktoskopie (74,6%) und der Galaktografie (44,4%).
Schlussfolgerung: Die Duktoskopie ist ein minimalinvasives Verfahren und weist zur Erkennung von intraduktalen Auffälligkeiten bei pathologischer Mamillensekretion eine deutlich höhere Sensitivität auf als die Standarddiagnostiken. Eine Kombination von verschiedenen diagnostischen Verfahren ist aufgrund zu geringer Fallzahlen nicht aussagekräftig.
Das Glaukom ist eine chronische Augenerkrankung, die mit einem progressiven Verlauf einhergehen kann. In der wissenschaftlichen Literatur gibt es keine einheitliche Definition für eine Glaukomprogression. Sie stellt einen individuellen Prozess dar, der von vielen Risikofaktoren beeinflusst wird. Der Schweregrad der Risikofaktoren ist nach wie vor ein viel diskutiertes Thema.
Es ist heutzutage noch nicht möglich, Patienten von ihrem Glaukom zu heilen. Ziel der Therapie ist daher eine Verlangsamung des fortschreitenden Krankheitsprozesses. Trotz medizinischer Behandlung – sowohl in Form von antiglaukomatöser Medikamententherapie als auch durch operative Maßnahmen – und des Einhaltens des individuellen Zieldrucks kann eine Progression in manchen Fällen fortschreiten und bis zur Erblindung führen.
Methodik:
In der vorliegenden Arbeit sind retrospektiv Daten von Glaukompatienten analysiert worden, die im Zeitraum von 2005 bis 2007 sowie von 2010 bis 2012 stationär an der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde der Universitätsmedizin Greifswald behandelt worden sind. Dabei kamen zahlreiche Methoden der klinischen Diagnostik, einschließlich der Durchführung eines 24- Stunden-Augeninnendrucktagesprofils, Perimetrie mit Glaukomstrategie, 24-Stunden-Blutdruckprofil, zur Auswertung. Die Progression der Erkrankung wurde anhand der Veränderungen in der statischen Schwellenwertperimetrie ermittelt und als eine Verschlechterung des mittleren Defekts (MD) um 2 dB zwischen dem ersten und zweiten Kontrollintervall definiert.
Ergebnisse:
• Insgesamt konnten 152 Augen von 77 Patienten in die Studie einbezogen werden.
• 15,1 % der Probandenaugen (23 Augen von 19 Probanden) wiesen eine Glaukomprogression auf. Bei insgesamt 129 Augen (84,9 %) von 58 Probanden wurde keine Glaukomprogression unter der laufenden medikamentösen und chirurgischen Behandlung festgestellt.
• Bei der Mehrheit der Patienten sowohl in der Progressionsgruppe (69,5 %) als auch ohne Glaukomprogression (49,6 %) lag ein POWG vor.
• Die Glaukomprogression betrifft vor allem weibliche, hyperope und ältere Probanden mit einem primären Offenwinkelglaukom. Der Visus der Betroffenen mit Glaukomprogression verminderte sich in der Längsschnittkontrolle um einen Faktor von ca. 0,05 bei einer Erhöhung des Intraokulardrucks (IOD) um ca. 0,35 mmHg.
• Der mittlere Defekt (MD) hat sich in der Progressionsgruppe durchschnittlich um 3,8 dB (SD±1,5) verschlechtert. Der Unterschied zwischen diesen beiden Untersuchungsgruppen ist definitionsgemäß hoch signifikant (p<0,001).
• Sowohl Probanden mit Glaukomprogression als auch ohne Progression weisen pathologische IOD-Schwankung im 24 Stunden Verlauf von > 6 mmHg auf. Der Anteil ist in der Gruppe mit Progression jedoch höher.
• Ein Bluthochdruck war bei 65,2 % der Augen mit Glaukomprogression bekannt. Bei der Vergleichsgruppe betrug dieser Anteil 60,4 %. Der systolische Blutdruck lag bei Probanden mit Glaukomprogression in allen Behandlungsgruppen im Durchschnitt deutlich höher als bei Probanden ohne Glaukomprogression. Der diastolische Blutdruck war in beiden Gruppen etwa gleich.
• Ein Diabetes mellitus trat bei 34,8% und eine Schilddrüsenerkrankung nur bei 4,3 % der Probanden mit Glaukomprogression auf.
• Es gab keine signifikanten Unterschiede des okulären Perfusionsdrucks zwischen Glaukompatienten mit Progression und denen ohne Glaukomprogression.
Das Ziel der stabilisierenden Wirbelsäulenchirurgie ist es, einen ausreichend langfristigen, suffizienten Implantatsitz zu gewährleisten und damit den instrumentierten Wirbelsäulenabschnitt ruhigzustellen, um ein Abheilen der Pathologie bzw. eine knöcherne Fusion herbeizuführen. In einigen Fällen können jedoch Bedingungen vorliegen, die die standardmäßige Instrumentierung mit Pedikelschrauben verhindern. So können beispielsweise anatomische Varianten, vorherige transpedikuläre Zementanwendungen oder Lockerungen von zuvor angewendetem Osteosynthesematerial, die üblicherweise angewendete Stabilisierung mittels Pedikelschrauben in den betreffenden Wirbelkörpern unmöglich machen. Vor dem Hintergrund der hohen, beziehungs- weise weiter steigenden Zahlen an Wirbelsäuleneingriffen, sind alternative Instrumentierungs- techniken zunehmend gefragt. Dabei stellt die Platzierung von intralaminären Schrauben zur Osteosynthese von Wirbelkörpern eine mögliche Alternative zu Pedikelschrauben dar.
Zur Beschreibung der Anatomie der Laminae wurden anhand von Selektionskriterien ausgewählte anonymisierte Computertomographien mittels einer Planungs- und Analysesoftware für radiologische Bildgebungen nach Kriterien für die Platzierung von ILS vermessen. Dabei wur- den die Wirbelkörperlaminae, die Dornfortsätze und zum Vergleich die Pedikel analysiert und ausgewertet und zur Qualitätssicherung die Richtigkeit und Reproduzierbarkeit der erhobenen Daten gezeigt.
Die vergleichenden statistischen Analysen zeigten, dass intralaminäre Schrauben eine alter- native Fixierungsmöglichkeit im Lendenwirbelsäulenbereich darstellen können. Mehr als 90% der Laminae aller Lendenwirbelkörper hatten eine Länge über 30 mm bei beiden Geschlechtern. Dadurch ist die Laminalänge für eine Anwendung im gesamten Lendenwirbelsäulenbereich möglich. Jedoch zeigten sich für die Laminabreiten Limitationen. Bei LWK 4 (57,1%) und LWK 5 (46,9%) bei den Frauen und bei LWK 5 (67,3%) bei den Männern waren bedeutsame Anteile der Laminae mit geringen Breiten unter 5 mm messbar. Im Vergleich zu den standardmäßig zur Instrumentierung belegten Pedikeln hatten die Lamina vom LWK 1 und vom LWK 2 bei dem weiblichen Geschlecht im Durchschnitt einen größeren Querschnitt. Demgegenüber fanden sich bei LWK 4 und LWK 5 bei den Frauen und bei LWK 5 bei den Männern in einem bedeutsamen Anteil der Fälle zu kleine Querschnitte der Laminae, um eine Instrumentierung zu ermöglichen. Diese Einschränkung könnte im Vorfeld anhand einer Bildgebung überprüft werden, um festzustellen, ob intralaminäre Schrauben bei dem jeweiligen Patienten, im Gegensatz zu der etablierten Methode der Pedikelschraubenfixierung, platzierbar und möglich sind. In der Mehrzahl der Fälle kann bei einer Hypoplasie der Pedikel oder Laminae auf die jeweils andere Struktur ausgewichen werden.
Biomechanische und klinische Langzeitstudien sollten vor dem Einsatz von intralaminären Schrauben erfolgen, um die technische Machbarkeit und den Nutzen von intralaminären Schrauben an der Lendenwirbelsäule zu beurteilen. Die vorgelegte anatomisch-radiologische Studie der lumbalen Laminae kann als Referenz für zukünftige Anwendungen dienen.
Die Regulation der adaptiven Immunantwort im Verlauf der schweren akuten Pankreatitis im Mausmodell
(2020)
Die akute Pankreatitis ist eine weit verbreitete gastrointestinale Erkrankung, die assoziiert sein kann mit Multiorganversagen und einer nicht unwesentlichen Mortalität. Die Pankreatitis beginnt mit einer sterilen Entzündung, die eine überschießende inflammatorische Immunantwort (SIRS) induzieren kann. Die dahinter stehenden Mechanismen sind bisher noch nicht verstanden und eine Behandlung aus diesem Grund schwierig.
Um die systemische Immunantwort während der Pankreatitis genauer zu untersuchen, wurde in dieser Studie in unterschiedlichen Mausstämmen (IL-12p40-, NLRP3- und IL-18 knockout Mäuse) eine akute Pankreatitis mittels Gangligatur und der Applikation von Caerulein induziert. Die Aktivierung der erworbenen Immunantwort wurde mittels durchflußzytometrischer Analyse der T-Zellen in der Milz gemessen. Die Differenzierung der T-Zellen zu Th1/Th2/Treg-Zellen wurde durch die Färbung der nukleären Transkriptionsfaktoren Tbet, Gata3 und FoxP3 und CD4+-Zellen untersucht.
Im Zuge dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung des erworbenen Immunsystems abhängig von NLRP3 ist. Während der Pankreatitis zeigte sich eine klare Th2-Antwort in Abwesenheit einer Th1-Antwort. Diese Immunantwort war abhängig von IL-18 in Abwesenheit von IL-12. Die therapeutische Inhibition von NLRP3 zeigte eine deutliche Reduktion der T-Zell-Aktivierung und einen milderen Krankheitsverlauf der Pankreatitis.
Im Gegensatz zu anderen Arbeiten, die davon ausgehen, dass es erst zu einer überschießenden Inflammation (SIRS) und dann zu einer zu starken Gegenreaktion, Anti-Inflammation (CARS), kommt, konnte gezeigt werden, dass im Verlauf der Pankreatitis SIRS und CARS parallel verlaufen. Durch die Inhibition von NLRP3 kommt es zu einer milderen Immunantwort und milderen Krankheitsverlauf. Aus diesem Grund kann der Einsatz von Inhibitoren gegen NLRP3 ein guter therapeutischer Ansatz für den klinischen Alltag und bei der Behandlung der akuten Pankreatitis sein.
Research on the science and the fiction of supercritical fluid chromatography (SFC) has been ongoing for more than five decades. Today, packed column SFC promises speedy solutions to chiral and semi-preparative separation problems, but academia has been reluctant to incorporate SFC into its curriculum, as doubts linger concerning its practicability. This work sought to explore the merits of SFC in hyphenation with electrospray ionization--single quadrupole mass spectrometry (ESI-MS) and supercritical fluid extraction (SFE) in various aspects of medicinal chemistry and bioanalysis within an academic setting.
SFC was investigated for its usefulness in assessing the purity and the stability of synthesis products, and the quantification of chiral and achiral metabolites - domains conventionally occupied by high performance liquid chromatography (HPLC).
Confronted with analytes prone to hydrolysis (cyclic polysulfides) and UV-induced configurational changes (aza-stilbenes), fast elution by water-free SFC-MS proved complementary to traditional chromatographic techniques.
The quantification of antidepressant ketamine metabolites presented an opportunity to assess supercritical fluid techniques within a bioanalytical context. While SFC hyphenated to single quadrupole MS did not reach the sensitivity levels of HPLC coupled to triple quadrupole MS/MS, exploitation of supercritical CO2 reduced analysis times more than six-fold (60 minutes by HPLC vs 10 minutes by SFC). When coopted for both extraction and analysis, SFE-SFC-MS simplified sample preparation and promoted the transition from off- to on-line bioanalysis. Similar results were obtained when SFC was applied to acidic and basic metabolites of the controversial anodyne flupirtine. Again, SFC featured shorter run times but also expanded the target metabolite spectrum covered within one run.
Finally, a tiered approach to validation demonstrated the reliability achievable by SFC. Critical applications such as quantification of the newly approved antidepressant ketamine or the recently withdrawn analgesic flupirtine were comprehensively validated according to guidelines on bioanalytical method validation by the European Medicines Agency. Notably, this included the first fully validated chromatographic methods for the putative antidepressant (2R,6R)-6-hydroxynorketamine, and the first report of EMA-conforming quantification by on-line SFE-SFC-MS from urine.
Separation scientists find themselves confronted with diverse problems and tools. Although parsing only a microscopic subsection of the available chemical and analytical space, the results obtained here suggest SFC to be a fast and versatile addition to conventional chromatographic methods employed at the intersection of medicinal chemistry and bioanalysis.
Der rundblättrige Sonnentau (Drosera rotundifolia L.) ist typisch für nährstoffarme Hochmoore und nimmt eine besondere Rolle im Moor-Ökosystem ein. Die Pflanzenart gilt in vielen europäischen Ländern als gefährdet bzw. stark gefährdet. Ihre Gefährdung lässt sich auf drei Ursachen zurückführen:
1) Seit Jahrzehnten führt die Bewirtschaftung der europäischen Moore und die damit einhergehende Entwässerung und Düngung zu einem deutlichen Rückgang der von Drosera-Arten bevorzugten oligotrophen, nassen und sauren Standorte.
2) Bereits im Mittelalter waren Drosera-Arten als Heilpflanzen bekannt und wurden hauptsächlich zur Behandlung von Atemwegserkrankungen (Asthma, Bronchitis, Keuchhusten etc.) eingesetzt.
3) Obwohl seit den 1920er Jahren bereits immer wieder Kultivierungsversuche mit Drosera-Arten durchgeführt wurden, konnte bisher keine Methode für den großflächigen Anbau von Sonnentau realisiert werden, um die von der Pharmaindustrie benötigten Mengen des Drosera-Rohstoffs zu produzieren. Daher werden bis heute europäische und nicht europäische Drosera-Arten immer noch in großen Mengen in natürlichen Mooren gesammelt.
Die zunehmende Zerstörung der natürlichen Moore und die Sammlung für arzneiliche Zwecke stellen zusammen eine ernsthafte Bedrohung für den Erhalt von D. rotundifolia dar. Die Torfmooskultivierungsflächen in Deutschland sind in vieler Hinsicht vergleichbar mit intakten Hochmooren. Das nährstoffarme Milieu der kultivierten Torfmoose dient als Lebensraum für heimische Drosera-Arten, wie Drosera rotundifolia L. und Drosera intermedia Hayne. Daher bieten diese Kulturflächen eine neue Alternative für den Anbau von Drosera-Arten.
In vier Studien wurde die Eignung von Torfmoosrasen für den Drosera-Anbau untersucht, mit Schwerpunkt auf den Anbau von Drosera rotundifolia auf Torfmoos- kultivierungsflächen. In der ersten Studie wurde das Wissen über die Morphologie, Verbreitung, Ökologie, Reproduktion, Nutzung, den Schutz und den Anbau von D. rotundifolia erstmals zusammenfassend diskutiert, um eine wissenschaftliche Grundlage für einen erfolgreichen Anbau auf Torfmoosrasen zu schaffen. Basierend auf diesen Kenntnissen konzentriert sich die zweite Studie auf die Keimfähigkeit von D. rotundifolia und die Überlebensrate von jungen Drosera-Pflanzen auf Torfmoosrasen unter natürlichen, naturnahen und künstlichen Bedingungen. Die dritte Studie fokussiert auf den Gehalt pharmakologisch wirksamer Inhaltsstoffe angebauter und „wild wachsender“ D. rotundifolia- sowie D. intermedia-Pflanzen auf Torfmooskultivierungsflächen. Die vierte Studie untersucht die Biomasseproduktivität und den Ertrag, d. h. den Biomasseanteil der geerntet wird, von beiden o. g. Drosera-Arten auf Torfmooskultivierungsflächen.
Die generierten Daten und Erkenntnisse der vier Studien wurden in vier wissenschaftlichen Artikeln zusammengefasst, wovon zwei bereits veröffentlicht und zwei eingereicht sind.
Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studien sind die Folgenden:
I) Drosera rotundifolia ist sehr stark mit Sphagnum-dominierten Pflanzengemeinschaften verbunden, welche durch Entwässerung europaweit zurückgegangen bzw. verschwunden sind. Dadurch ist D. rotundifolia in den meisten europäischen Ländern eine seltene und geschützte Pflanzenart geworden.
II) Verschiedene Drosera-Arten, u. a. D. rotundifolia, D. intermedia, D. anglica und D. madagascariensis, werden immer noch von Pharmaunternehmen verwendet. Die Pflanzen werden in der freien Natur gesammelt, weil deren Anbau zeitaufwendig und (noch) nicht effizient ist. Daher ist die Entwicklung von Anbaumethoden erforderlich.
III) Die selbstentwickelte „Torf-Gefäß-Methode“ ergab sich als die meist geeignete Drosera-Anbau-Methode durch das spezielle Mikroklima des Sphagnum- Rasens, das konkurrenzarme Milieu und den permanent nassen Sphagnum- Torf in den Pflanzgefäßen.
IV) In den Feldversuchen wurden bei der Aussaat sehr niedrige Keimungsraten < 1 % registriert. Deshalb sind für den Anbau mit Aussaat große Mengen an Samen erforderlich.
V) Die Entfernung von Gefäßpflanzen zeigte im ersten Jahr eine positive Korrelation mit der Anzahl der Drosera-Keimlinge und führte im zweiten Jahr zu einer höheren Anzahl überlebender Drosera-Pflanzen.
VI) Auf Torfmooskultivierungsflächen wachsende Drosera-rotundifolia-Pflanzen wiesen eine 7- bis 8-mal höhere Konzentration von 7-Methyljuglon auf als D. madagascariensis, die hauptsächlich für ‘Droserae herba’ verwendet wird.
VII) Für Drosera rotundifolia gab es bezüglich der Tageszeit keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe. Dies bedeutet, sie kann ganztägig zwischen 7 und 16 Uhr gesammelt werden. Die höchsten Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe wurden für D. rotundifolia und D. intermedia bei 13 bis 24 Monate alten blühenden Pflanzen festgestellt
VIII) Im Vergleich zu natürlichen Mooren Mittel- und Nordeuropas, zeigte D. rotundifolia auf den Torfmooskultivierungsflächen eine 3-34 Mal höhere Biomasseproduktivität (275 kg ha-1 a-1) und einen 2-21 Mal höheren Ertrag (214 kg ha-1 a-1).
IX) Der höchste Ertrag von D. rotundifolia und D. intermedia wurde im Juli und August dokumentiert. In diesen Monaten erreichen die Pflanzen ihr höchstes Gewicht. Auf Torfmooskultivierungsflächen erreichte D. rotundifolia einen viermal höheren Ertrag als D. intermedia. Deshalb ist D. rotundifolia für den Anbau zu bevorzugen.
X) Für eine langfristige nachhaltige Produktion von Drosera wird die Ernte von mindestens 12 Monate alten Pflanzen empfohlen.
Kraniomandibuläre Dysfunktionen sind eine der häufigsten Erkrankungen im Wechselspiel zwischen dem stomatognathen System und dem übrigen Körper, insbesondere der Halswirbelsäule. Sehr häufig steht dabei das Kiefergelenk im Mittelpunkt. Durch das fehlende physiologische Zusammenspiel kommt es nicht selten zu unterschiedlichen lokalen Beschwerden am Kauapparat sowie zu Fernwirkungen, die mitunter nicht auf den kraniozervikalen Übergang beschränkt bleiben. Da die Beziehungen zwischen dem Kauapparat und dem kraniozervikalen Übergang nicht vollständig verstanden sind, bestand das Ziel dieser Studie darin, zu untersuchen, ob die ossäre Morphologie der angrenzenden Regionen mit dem kraniozervikalen Übergang physiologische Wechselwirkungen aufweist und damit als ursächlicher Faktor für eine CMD diskutiert werden sollte.
Die vorliegende Studie basiert auf 125 DVT-Datensätzen, die im Rahmen des klinischen Alltags in der Klinik für Mund-Kiefer-Gesichtschiurgie / Plastische Operationen der Universitätsmedizin Greifswald erstellt worden sind. Die Erstellung der Rohdaten wurde mit dem Liegendgerät Newtom 3G (Q.R.s.r.l.) durchgeführt. Anschließend wurden die Daten mit der Software NewTom NNT Version 2, 11 (Q.R.s.r.l., Verona Italien) nachberechnet und vermessen. Der kraniozervikale Übergang, das Kiefergelenk und der Gesichtsschädel wurden durch charakteristische lineare Maße und Winkel standardisiert vermessen. Außerdem wurde eine Typisierung der Form des Kondylus vorgenommen und die Anzahl der Stützzonen festgestellt.
Zur Analyse der erhobenen Daten wurden zunächst Mittelwerte und Standardabweichungen getrennt nach Geschlecht und Altersgruppen ermittelt. Um den Geschlechtsdimorphismus und Unterschiede zwischen den Altersgruppen der erwachsenen Probanden darzustellen, wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Anschließend erfolgten Korrelationsanalysen, um Zusammenhänge zwischen den einzelnen Untersuchungsregionen aufzuzeigen. Des Weiteren wurden Korrelationsanalysen unter Berücksichtigung der Form des Proc. condylaris und der Anzahl der vorhandenen Stützzonen durchgeführt, um den Einfluss auf die drei Untersuchungsregionen herauszuarbeiten. Schließlich wurde eine Faktorenanalyse durchgeführt, um weitere funktionelle Zusammenhänge zu ermitteln.
Der Vergleich der erhobenen Daten mit denen der Literatur zeigte in großen Teilen Übereinstimmungen. Durch die Varianzanalyse ließ sich kein Hinweis auf signifikante Unterschiede der Maße in den einzelnen Altersgruppen erkennen. Es traten jedoch geschlechtsspezifische Unterschiede auf. Die Maße der männlichen Probanden waren überwiegend größer als die der weiblichen. Besonders große Unterschiede zeigten sich bei den Maßen des Gesichtsschädels und den Maßen des kraniozervikalen Überganges. Am Kiefergelenk war lediglich der Proc. condylaris bei den Männern länger als bei den Frauen.
Die Korrelationsanalyse wies auf Zusammenhänge zwischen den einzelnen Regionen hin, die vor allem zwischen den Maßen des Gesichtsschädels und den Maßen des kraniozervikalen Überganges deutlich ausgeprägt waren. Diesbezüglich wiesen 67,9 % der Werte signifikant positive Korrelationen auf. Zwischen den Maßen des Gesichtsschädels und des Kiefergelenks waren es lediglich 45,2 % signifikante Korrelationen und zwischen kraniozervikalem Übergang und Kiefergelenk sogar nur 36,1 % signifikante Korrelationen. Besonders deutlich war der Zusammenhang zwischen den Längen des Gesichtsschädels und den Längen von Atlas und Axis. Die signifikanten Zusammenhänge konnten durch Regressionsanalysen weiter charakterisiert werden. Es ließen sich jedoch keine geschlechtsspezifischen Unterschiede erkennen. Durch die Faktorenanalyse konnte gezeigt werden, dass sich die einzelnen Parameter mathematisch gruppieren lassen.
Die Korrelationsanalyse unter Berücksichtigung der Kondylenform und der Anzahl der Stützzonen zeigte, dass beide Struktureinheiten einen großen Einfluss auf die Untersuchungsregionen und deren Beziehungen zueinander haben. So wurde deutlich, dass die Anzahl der Korrelationen bei runden Kondylenformen größer ist als bei flachen Formen. Auch wurde deutlich, dass bei fehlenden Stützzonen keine oder kaum Korrelationen nachgewiesen werden können und die Wechselwirkung zwischen den Regionen mit der Anzahl der Stützzonen zunimmt.
Die vorliegende Studie zeigt auffällige ossäre Zusammenhänge zwischen dem kraniozervikalen Übergang, dem Kiefergelenk und dem Gesichtsschädel. Trotz der relativ kleinen Stichprobe konnte die Studie einen Anhalt auf mögliche Zusammenhänge liefern. Die Art der Zusammenhänge, sowie der Einfluss weiterer Faktoren wie Körpergröße, ethnische Zugehörigkeit oder Erkrankungen sollten künftig im Fokus weiterer Untersuchungen stehen. Für derartige Untersuchungen kann diese Studie als Grundlage dienen.
In this work, studies with respect to the exhaust problem were performed
in the stellarator experiment Wendelstein 7-X with different target concepts and different magnetic field geometries. Different infrared cameras were used to study the heat flux from the plasma onto the PFC. In the first publication, the limiter set-up was used with a simpler magnetic topology in the plasma edge. The radial fall-off of the parallel heat flux for inboard limiters in W7-X shows, similar to inboard limiters in tokamaks, two different radial fall-off lengths, a short (narrow) one, characterizing the near-SOL, and a long (broad) characterizing the far-SOL. For the far-SOL, the heating power and connection length have been identified as the main scaling parameters, while for the near-SOL, the electron temperature close to the LCFS has been identified as the main scaling parameter. The two fall-off lengths differ by a factor 10, and the found scalings for both regimes differ from known models and experimental scalings in tokamaks. A turbulent-driven feature was discussed in the publication as a possible explanation for the behavior of the fall-off length in W7-X.
The gained information and data have been further used to support many
other publications, covering the symmetry of the heat loads, the
energy balance of the machine, and seeding experiments.
The heat exhaust in W7-X with an island divertor was studied in the second
and third publication. Definitions of parameters such as peaking factor and
wetted area were applied for the heterogeneous heat flux pattern on the
W7-X divertor. It was shown that the island divertor concept is capable
of spreading out the heat efficiently, resulting in large wetted areas of up to 1.5 m2. The reached values for the wetted area are comparable to the ones of the larger tokamak JET but with a much smaller ratio of wetted
area to the area of the last closed flux surface. Furthermore, a positive
scaling of the wetted area with the power in the SOL was observed. This
scaling is beneficial for future reactors but needs further investigation of the involved transport processes. The peaking factor (discussed in the second publication) describes how concentrated the heat load is within the region of the strike line. It was shown that this factor is decreasing for increasing densities without affecting the wetted area. The present work paves the way for further analysis of the transport processes of the heat flux towards the island divertor of Wendelstein 7-X.
Species have to cope with climate change either by migration or by adaptation and acclimatisation. Especially for long-living tree species with a low seed dispersal capacity (e.g. European beech, hereafter called beech), the in situ responses through genetic adaptation and phenotypic plasticity play an important role for their persistence. Beech, the dominant climax tree species in Central Europe, shows a high drought sensitivity and its distribution range is expected to shift northwards. On the other hand, projected northward shifts need to be taken with caution, as some studies suggest a sensitivity of beech to frost events in winter and spring. However, studies on the growth performance of cold-marginal beech populations are still rare. Previous studies on beech populations found local adaptation to drought and phenotypic plasticity in fitness-related traits as well as phenological traits. However, studies on the regeneration of beech under natural conditions are yet missing, although germination and establishment of young trees are a very first selective bottleneck and are crucial for tree population persistence and for successful range shifts.
This PhD-thesis aimed to identify the potential of plasticity and local adaptation in the important early life-history traits germination, establishment after the 1st year, and survival after the 2nd year in a reciprocal transplantation experiment at 11 sites across and even beyond the distribution range of beech (Manuscript 1). Moreover, this thesis investigated the climate sensitivity and the adaptation potential of beech populations by conducting dendroecological studies along a large climatic gradient across the distribution range (Manuscript 2) and along a strong winter temperature gradient towards the cold distribution margin in Poland (Manuscript 3). In addition, the impact of local climatic singularities was studied in a local study at the southern margin (Manuscript 4).
Warm and dry conditions limited natural regeneration, which was indicated by very low survival of young trees, even though germination rates increased with increasing temperature (Manuscript 1). This was also the case in parts of the distribution centre due to the hot and dry conditions in 2018. Although the transplantation experiment revealed high plasticity in the early life-history traits, this plasticity might thus not buffer against climate change under dry conditions. Local adaptation was not detected for any of these traits along the climatic gradient. In contrast, the results of the dendroecological study across the gradient (Manuscript 2) hint towards an adaptation potential of adult trees to drought at the southern margin. Thus, adult trees seemed to be adapted to drought at the southern margin, whereas tree growth in the distribution centre was sensitive to drought. These results indicate that parts of the centre may become ecologically marginal with increasing drought frequency in times of climate change. Interestingly, Manuscript 4 shows that beech growth was positively influenced by frequent fog immersion at the southern distribution margin in north-eastern Spain. This study underlines the importance of local climatic singularities, as they may allow marginal populations to grow in climate refugia in an otherwise unfavourable climate.
At the cold distribution margin, the study in Manuscript 1 found a remarkably higher survival of young trees in Sweden than in Poland. Moreover, the dendroecological studies revealed that beech was hampered by both drought at the cold-dry margin (Manuscript 2) and by winter cold at the cold-wet margin in Poland (Manuscript 3). All these results highlight the importance to study climate sensitivity of adult trees and the response of early life-history traits at the cold margin with a more differentiated view comparing cold-dry against the cold-wet populations and growing conditions. However, the high plasticity of the early life-history traits may allow for an increasing germination rate with climate warming at the northern margin and may thus facilitate natural regeneration there. In contrast, the dendroecological studies suggest that adult trees at the cold distribution margin may suffer either from drought or from winter cold and that the risk for spring frost may increase. Thus, the often-predicted compensation of dry-marginal population decline by a northward range expansion should be discussed more critically.
In conclusion, my PhD thesis provides new knowledge about the potential of natural regeneration and about climate sensitivity of adult trees across the distribution range of beech. Moreover, it underlines the importance to study both the young tree stages as well as adult trees to assess the performance and vulnerability of tree species under climate change, as both showed differences in their response to changing environmental conditions.
Statistisch gesehen erkrankt weltweit alle 3 Sekunden ein Mensch an Demenz, allein in Deutschland beträgt die jährliche Inzidenz 300.000 Fälle. Demenzerkrankungen sind aufgrund des demographischen Wandels schon jetzt eine Herausforderung für das Gesundheitswesen, welches zusätzlich noch durch einen Mangel an Ärztenachwuchs in der Primärversorgung verschärft wird. Ein prominenter Ärztemangel ist statistisch schwer nachzuweisen, jedoch gibt es ernst zu nehmende Hinweise wie er schon heute beispielweise durch das Phänomen der sogenannten „Over-utilizer“ auftritt. Eine weitere Herausforderung ist, dass Demenz in der älteren Bevölkerung unterdiagnostiziert ist. Allgemein ist über die Quantität der Kooperation zwischen niedergelassenen Haus- und Fachärzten in der Demenzdiagnostik und Therapie wie in der S3-Leitlinie empfohlen, wenig bekannt.
Es besteht der Bedarf an Versorgungsforschung mit Primärdaten über das Thema Diagnostik und Differentialdiagnostik in der Primärversorgung.
Das Ziel der vorliegenden kumulativen Dissertationsschrift ist es, hier einen empirischen Beitrag zu leisten. Unter anderem wurde analysiert wie hoch die Inanspruchnahme niedergelassener Fachärzte durch hausärztlich versorgte Menschen mit mindestens einem V.a. Demenz ist und welche Faktoren damit assoziiert sind. Es wurde auch untersucht ob und wie sich die S3-Empfehlungen zur leitliniengerechten Diagnostik der Demenz bei der Behandlung der Probanden widerspiegeln.
Aus eigenem Interesse lag ein weiterer Fokus auf der Prüfung von Zusammenhängen zwischen experimentellen Scores zur cMRT-Analyse und den in der Versorgung gebräuchlichen kognitiven Kurztests von beteiligten Probanden.
Die Analysen basieren auf Daten von Probanden der DelpHi-Studie. In dieser wurden Probanden mithilfe von Hausärzten unter Anwendung des DemTec rekrutiert. Eingeschlossen wurden Menschen, bei denen aufgrund des Screenings ein Verdacht auf eine Demenz vorlag, diese noch in eigener Häuslichkeit lebten und die ihre informierte Einverständniserklärung abgaben. Bei diesen Probanden wurden die ärztliche Akte, die Facharztkonsultationen und das Bildmaterial angefordert, sowie weitere persönliche Datenerhebungen eingeleitet.
Aufgrund der Analysen der Primärdaten konnte unter anderem die Inanspruchnahme von Fachärzten der Neurologie und Psychiatrie eruiert werden. Abhängig von dem Umstand, ob ein Demenzerkrankter bei einem Facharzt vorstellig gewesen war, wurden die Daten der Studienteilnehmer zur Analyse in 2 Gruppen („GP-only“ und „GP+specialist“) eingeteilt und die beiden Gruppen in ihren Charakteristika miteinander verglichen. Dabei zeigten sich die Variablen „Alter“, „Partnerschaftsstatus“, „Vorhandensein einer formalen Demenzdiagnose bei Studienbeginn“ als statistisch signifikant.
Es zeigt sich, dass Probanden, die einen Facharzt aufgesucht haben, insgesamt eher jünger; eher in einer Partnerschaft leben und dass bei ihnen bereits Demenz diagnostiziert wurde. Werden alle untersuchten Variablen in einem Logistischen Regressionsmodell untersucht, so fallen die Variablen „Alter“ und „B-ADL“ statistisch signifikant auf. Das bedeutet, dass wenn das Alter des Patienten um ein Jahr ansteigt, so sinkt die relative Wahrscheinlichkeit, dass ein MmD zu einem Facharzt überwiesen wird um 5,2 %. Ebenso stellt sich dar, dass wenn die Alltagsmobilität, welche mit dem B-ADL gemessen wurde, um eine Einheit steigt, so erhöht sich die relative Wahrscheinlichkeit, dass ein MmD zum Spezialisten überwiesen wird um 15,2 %,
Des Weiteren konnte ein kritischer Blick auf die Anwendung der aktuellen S3-Leitlinie zur Demenz anhand der Auswertung der DelpHi-Studie geworfen werden. Erstmals wurden in diesem Setting das studienbedingt vorhandene Bildmaterial durch etablierte Scores analysiert und zusammen mit den Ergebnissen aus den kognitiven Kurztests ausgewertet. Dabei wurde in dieser Arbeit ein Fokus auf den MTA-Score von Scheltens et al. gelegt, mit dem die Hippocampusatrophie eines Demenzerkrankten in 4 Schweregrade eingeteilt wird. Anschließend wurden diese Ergebnisse mit den ebenfalls vorhandenen Resultaten der kognitiven Tests des MMST gegenübergestellt, was in fast der Hälfte der Fälle Ambivalenzen auslöste.
Allgemein lässt sich sagen, dass Frauen und Alleinlebende seltener, Jüngere öfter und Patienten mit niedrigerem Funktionsniveau häufiger beim FA gewesen sind und erweiterte bildgebende Diagnostik erhalten haben. Tatsächlich bekamen aber weniger als die Hälfte derer, die überwiesen wurden ein cMRT als erweiterte Diagnostik verordnet. Insgesamt ist es wünschenswert die S3-Leitlinie zur Demenz zu stärken und die Motivation der Fach-, und Hausärzte diese anzuwenden zu steigern, zum Wohle einer umfänglichen Diagnostik von demenzverdächtigen oder erkrankten Patienten. Die Ergebnisse konnten der Fachwelt durch die Publikation in internationalen, peer-reviewed Journals zugänglich gemacht werden.
Thrombozyten reagieren auf Infektionen, unter anderem auf die mit dem Humanen Immundefizienz-Virus (HIV). Dabei zeigt sich eine erhöhte Rate an kardiovaskulären und thrombotischen Ereignissen. Die medikamentöse Therapie hemmt unter anderem die reverse Transkriptase der HI-Viren. Allerdings wirken diese Arzneimittel auch auf die humanen Thrombozyten. Diese besitzen eine endogene reverse Transkriptase. Eine solche ist in den Blutplättchen in Form von Long Interspersed Nuclear Element 1 (LINE-1) Ribonukleinsäure (RNA) als Grundlage für die Translation vorhanden. Auch die entsprechenden Proteine sind als Open Reading Frame 1 (ORF1) und Open Reading Frame 2 (ORF2) - Proteine nachweisbar. Diese kodieren unter anderem für eine Endonuklease, Chaperone und reverse Transkriptase. Letztgenannte ist in den Blutplättchen auch aktiv. Folglich sind humane Thrombozyten in der Lage RNA in Desoxyribonukleinsäure (DNA) umzuschreiben. Dem Dogma der Molekularbiologie folgend, besitzen Zellen ohne Nucleus keine DNA. Auf Grund des Vorhandenseins einer endogenen reversen Transkriptase in humanen Thrombozyten konnte erstmals DNA in Form von Gewebsthromboplastin und Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator Rezeptor (uPAR) nachgewiesen werden.
Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen des demographischen Wandels auf die
Blutversorgung in Mecklenburg-Vorpommern (MV) zu analysieren. Dabei sollten
Grundlagen für die Entwicklung von gesundheitspolitischen Strategien geschaffen
werden, um einem Defizit in der Versorgung entgegenwirken zu können.
Durch eine prospektive Longitudinalstudie mit Daten zu allen Vollblutspendern und
Empfängern von Erythrozytenkonzentraten (EK) in MV in den Jahren 2005, 2010 und
2015 wird die Versorgungskette vollständig abgebildet. Derartige Informationen liegen
zum jetzigen Zeitpunkt für kein anderes Bundesland vor.
Es konnte gezeigt werden, dass die demographischen Veränderungen durch eine
Abnahme der Spenderzahlen zu einem ausgeprägten Rückgang der Vollblutspenden
geführt haben (-18,0%). Dies wird verstärkt durch einen Rückgang der Spendebereitschaft
um -10,6% insbesondere bei den <30-Jährigen. Gleichzeitig konnte trotz
alternder Bevölkerung auch der Blutbedarf dank des medizinischen Fortschritts um
13,5% reduziert werden. Dennoch deckten bereits im Jahr 2015 die gewonnenen
Blutspenden nur noch knapp den Blutbedarf der Patienten. Die durchgeführten Vorausberechnungen
für 2030 lassen erwarten, dass es mit einem Defizit von circa
18.000 EK zu erheblichen Versorgungsproblemen im Bundesland kommen wird,
wenn Spendebereitschaft und Transfusionsbedarf auf dem Niveau von 2015 verbleiben.
Die demographische Situation Mecklenburg-Vorpommerns ist denen der westlichen
Bundesländer Deutschlands circa 10 Jahre voraus. Damit nimmt Mecklenburg-
Vorpommern als Modellregion eine Vorreiterrolle bezüglich der Bewältigung der
damit einhergehenden Herausforderungen für die Blutversorgung ein. Um den Blutbedarf
der Patienten langfristig und überregional decken zu können, wird in Zukunft
eine noch engere interdisziplinäre Kooperation von Blutspendediensten, Krankenhäusern
und Gesundheitspolitik sowohl auf Landes- als auch Bundesebene notwendig
sein.
Der Vergleich der Todesfälle im Straßenverkehr in der Bundesrepublik Deutschland der Jahre 1970 (21.332 Fälle) und 2015 (3459 Fälle) belegt einen Rückgang der Verkehrstoten um nahezu 84 % bei deutlich gestiegenem Kraftfahrzeugbestand. Trotz sinkender Zahlen an Verkehrstoten sind die rechtsmedizinische Untersuchung charakteristischer Verletzungsmuster sowie die Beurteilung der Kausalitätsfrage zwischen Unfallereignis und Tod essenziell und gehören zu den Routineaufgaben der Rechtsmedizin. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die tödlichen Straßenverkehrsunfälle aus dem Obduktionsgut des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald der Jahre 2006 - 2015 in einer retrospektiven Analyse auszuwerten und zu beschreiben. Einbezogen wurden dabei PKW-, LKW,- Fußgänger-, Kraftrad- und Fahrradunfälle sowie ein Kutschunfall. Neben der Frage des Kausalzusammenhangs zwischen dem Unfall und dem Todeseintritt wurde ein besonderes Augenmerk auf die Erkenntnisse aus der Obduktion zur Rekonstruktion des Unfallherganges gelegt.
Von insgesamt 1 887 Obduktionen im Untersuchungszeitraum entfielen 163 Fälle auf tödlich verunglückte Straßenverkehrsteilnehmer, wovon in 157 Fällen ein Kausalzusammenhang zwischen Unfallereignis und Tod nachgewiesen werden konnte. Deren statistische Auswertung ergab für das Gesamtkollektiv 58 (≈ 36,94 %) weibliche und 99 (≈ 63,06 %) männliche Todesopfer. Weibliche Verkehrstote waren gegenüber den männlichen in nahezu allen Unfallgruppen unterrepräsentiert. Die meisten Personen starben in der Altersklasse der 20- bis 24-Jährigen (Anzahl n = 21). Weibliche Personen verstarben durchschnittlich mit ungefähr 61 Jahren, männliche mit etwa 46 Jahren, bei einer für beide Geschlechter mittleren Überlebenszeit von 2,35 Tagen (n = 157 – 1; ein stark abweichender Wert wurde nicht berücksichtigt). 123 Personen starben inner-halb des ersten Tages an den Unfallfolgen. Unter allen Untersuchten verunglückten die meisten bei Tageslicht und trockener Fahrbahn (n = 59). Die Hauptunfallmonate waren August (n = 17) und Dezember (n = 17). In 61 Fällen waren die Getöteten selbst die Unfallverursacher. Von den auf Alkohol hin untersuchten 126 Getöteten waren 35 Personen alkoholisiert (ab 0,21 ‰ bis 2,9 ‰ Blutalkoholkonzentration). 50 der 157 Unfallopfer wurden auf Medikamente und weitere toxische Substanzen gescreent. Von 18 positiv getesteten Personen musste bei 8 aufgrund der jeweils bei der Obduktion fest-gestellten Blutkonzentration von einer Bewusstseinsbeeinträchtigung zum Unfallzeit-punkt ausgegangen werden. Mit ungefähr 42,68 % waren PKW-Unfälle mit 67 Getöteten unter allen untersuchten Unfallarten am häufigsten vertreten. Die Haupttodesursache im Gesamtkollektiv war das Polytrauma (n = 67), gefolgt vom Schädelhirntrauma (n = 51). Prozentual am häufigsten verstarben mit etwa 46,67 % Kraftradfahrer an den Folgen eines Polytraumas (n = 7). Mit 55 % starben Fahrradfahrer prozentual am häufigsten aufgrund eines Schädelhirntraumas (n = 11). Durch die Obduktionen der Leichname konnte die Rechtsmedizin innerhalb des untersuchten Kollektivs vor allem in den Unfallgruppen der PKW-, Fußgänger-, Kraftrad- und Fahrradunfälle entscheidende Beiträge zur Rekonstruktion und Klärung rechtsrelevanter Fragen liefern. Hier zeigten sich vor allem Gurtmarken der PKW-Insassen, Verletzungen, die auf die Geh-richtungen der Fußgänger schließen ließen, Zeichen von Überrollen und/oder Überfahren der Fußgänger sowie Schädelhirntraumata der Kraftrad- und Fahrradfahrer als besonders relevant.
Lipoproteins of Staphylococcus aureus represent a major class of surface proteins, which are anchored to the outer leaflet of the cell membrane. Although they play a key role in the immune response and virulence, the majority of lipoproteins in this organism is still of unknown function. The aim of our study was to investigate the function of so far poorly or uncharacterized lipoproteins in S. aureus strain Newman. To this end, an integrated bioinformatical approach was applied to define the pan-lipoproteome of 123 completely sequenced S. aureus strains. In total, this analysis predicted 192 different potential lipoproteins, with a core lipoproteome of 39 and a variable lipoproteome of 153 lipoproteins. Out of those 192 lipoproteins, 141 are so far functionally uncharacterized. Primarily focusing on members of the core-lipoproteome with unknown or poorly characterized function, 24 lipoproteins or co-encoded neighbor proteins were selected for further characterization. Of those 24 proteins, 20 S. aureus markerless deletion mutants were constructed (S. aureus delta l01 - delta l20) and screened for an altered growth behavior under various conditions. Here, three mutants showed a temperature-sensitive phenotype, two mutants formed aggregates in the TSB of the manufacturer Merck (TSBMerck), and four mutants showed reduced growth under osmotic stress with 8% NaCl. An altered aggregation behavior was observed for four mutants in the presence of Triton X-100 and for eleven mutants in the presence of SDS. Furthermore, ten mutants revealed an impaired biofilm formation capacity as well as reduced hemolytic activity. Interestingly, S. aureus deletion mutants delta l14 (delta NWMN_1435) and delta l16 (delta NWMN_0646) showed an altered phenotype under nearly all tested growth and stress conditions. Most strikingly, both deletion mutants demonstrated dramatic defects in cell morphology and cell division during the transient growth phase in TSBMerck and were therefore selected for further detailed characterization. Electron microscopy imaging of the two mutants revealed an irregular cell shape, increased cell size, multiple displaced division septa, and incomplete separation of daughter cells resulting in the formation of cell aggregates in TSBMerck. Complementarily, microarray-based transcriptome analysis and whole-genome sequencing of S. aureus delta l14 and delta l16 suppressor mutants strongly point to a functional association of both lipoproteins with cell envelope- or cell division-related processes. Specifically, multiple hints suggest a functional connection of both lipoproteins with lipo- or wall teichoic acids. Of note, the phenotypes of S. aureus delta l14 and delta l16 are conditional and appear under some, but not all growth conditions. Thus, it is conceivable that the function of L14 and L16 is modulated by metabolic processes, or that the proteins might be part of a “backup system” becoming important only under certain conditions. Collectively, we propose that L14 and L16 fulfill a basic role in cell envelope- or cell division-related processes under specific growth conditions. Particularly, the activity of L14 and L16 might be necessary for the function or localization of lipo- or wall teichoic acids, and thus, might be linked to the regulation of autolysins. In conclusion, this study reveals important insights into the function of two so far uncharacterized but highly conserved lipoproteins in S. aureus.
Kyphoplastie und Vertebroplastie gehören zu den häufigsten chirurgischen Eingriffen
in der Behandlung von Wirbelkörperkompressionsfrakturen. Die Ursache von
Kompressionsfrakturen der Wirbelsäule ist in vielen Fällen eine Abnahme der
Knochenmineraldichte wie bei der Osteoporose. Bei der Differentialdiagnostik jedoch
müssen auch Wirbelkörperkompressionsfrakturen auf Grund nicht osteoporotischer
pathologischer Ätiologie ausgeschlossen werden. Unser Ziel war es den Grad der
unerwarteten positiven Histologie nach Biopsie-Entnahme und Kyphoplastie bei
vermuteter osteoporotischer Wirbelkörperkompressionsfraktur zu identifizieren.
Wir haben alle in den Jahren 2007 bis 2015 durchgeführten Kyphoplastien in unserer
neurochirurgischen Klinik retrospektiv analysiert. Die Datenerhebung erfolgte durch
Aufarbeiten unseres medizinischen Dokumentationssystems. Hierbei haben wir
insbesondere die klinische Anamnese und Nachkontrollen mit besonderer Beachtung
auf Tumoranamnese gelegt, sowie die histopathologische Dokumentation
ausgewertet. Wir führten insgesamt 130 Kyphoplastien / Vertebroplastien durch. Eine
Biopsie wurde in 97 Fällen (74,6%) durchgeführt. In 10 Fällen (10,3%) ergab die
histologische Analyse eine pathologische Fraktur. Von diesen Patienten wurde in drei
Fällen (30%) eine positive Histologie nicht erwartet. Das bedeutet, dass es keine
Tumorerkrankung in der Anamnese gab und die radiologischen Befunde eine
osteoporotische Fraktur vermuteten. Bei allen drei Patienten fand sich ein
Plasmozytom (1x kleinzellig lymphozytisches Lymphom; 1x chronisch lymphatische
Leukämie (CLL); 1x diffus großzelliges B-Zell-Lymphom).
Wir konnten daher eine signifikante Inzidenz (3,1%) der unerwartet positiven Histologie
bei Wirbelkörperkompressionsfrakturen, versorgt durch Kyphoplastie und begleitender
Wirbelkörperbiospie, dokumentieren. Somit können wir Schlussfolgern, das eine
Wirbelköperbiopsie bei jeder Kyphoplastie, die auf Grund einer osteoporotischen
Wirbelkörperkompressionsfraktur durchgeführt wird, erfolgen sollte, um eine
Neoplasie als Ätiologie auszuschließen.
In 0,5 % bis 1,5 % aller chirurgischen Eingriffe kommt es zu einer tödlichen kardialen Komplikation. Bei dem steigendem Bedarf an operativen Therapien und den immer älter werden Patienten ist es nötig, eine erhöhte Aufmerksamkeit auf die Nebenerkrankungen der Patienten zu legen, um das perioperative Risiko zu minimieren und Patienten nicht unnötig zu gefährden. Im Rahmen dieser Überlegung sind standardisierte Risikoevaluationen ein probates Mittel, welche bereits auf unterschiedlichen Wegen seit Jahren eingesetzt werden. Doch trotz steigender Aufmerksamkeit in den letzten Jahrzenten in Bezug auf die Risikoevaluation sind kardiale Komplikationen mit 42 % aller Komplikationen noch immer häufig und mit einer hohen Morbidität und Letalität verbunden. Diese Arbeit ist die erste ihrer Art auf dem Gebiet der Viszeralchirurgie. Ziel war es, den Einfluss der seit 2009 eingesetzten Risikocheckliste „Prä“ auf die perioperative kardiale Morbidität und Letalität zu evaluieren. In der Klinik für Allgemein- und Viszeralchirurgie des Helios Klinikum Erfurt wurden insgesamt 9.590 Operationsdaten im Zeitraum vom 01.01.2008 bis zum 31.12.2013 retrospektiv betrachtet. Es zeigte sich, dass in diesem Kollektiv die kardialen Komplikationsraten deutlich unter den in der Literatur angegebenen Werten lagen. Mit einem ca. 8-fach geringeren Risiko zur Vergleichsliteratur kam es zu 15 (0,24 %) kardialen Komplikation und 6-fach geringerem Risiko zu insgesamt drei (0,05 %) letalen kardialen Komplikationen bei Elektiveingriffen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass in über 41 % der durch die Checkliste „Prä“ indizierten präoperativen kardiologischen Konsile eine Therapieanpassung stattfand. Die Number needed to treat liegt dabei bei 2,4. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen weiterhin, dass das Konzept der Checkliste „Prä“ mit geringem Aufwand und äußerst effizient durchführbar ist. Patienten werden durch die Checkliste gut eingeschätzt und gegebenenfalls einer weiteren kardialen Diagnostik zugeführt. Weiterhin scheint eine Ausweitung der Indikation auch auf Notfallpatienten sinnvoll. Zur Bestätigung dieser vielversprechenden Ergebnisse sind weitere prospektive, multizentrische Studien sinnvoll.
Die Bedingungen im Magen sowie der Prozess der Magenentleerung haben großen Einfluss auf das Anflutungsverhalten schnell freisetzender Arzneiformen. Die intra- und interindividuellen Schwankungen, für die hinsichtlich der Wirkstofffreisetzung bedeutenden Parameter, können daher maßgeblich zur Variabilität von Plasmakonzentrations-Zeit-Profilen beitragen. Über geeignete Formulierungen lassen sich solche Schwankungen minimieren. Voraussetzung dafür sind In vitro Modelle, die frühzeitig eine physiologisch relevante Charakterisierung von Formulierungskandidaten ermöglichen. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, ein In vitro Freisetzungsmodell zu entwickeln, das für die Wirkstoffanflutung wesentliche physiologische Parameter des humanen Magens auf realistische Weise abbilden kann.
Im Rahmen erster Untersuchungen mit dem bereits etablierten Dynamic Open Flow Through Test Apparatus wurde geklärt, welchen Einfluss die Magenentleerungskinetik des Wassers auf das Anflutungsverhalten zweier N Acetylcystein Formulierungen (Granulat und Tablette) hat. In zuvor durchgeführten klinischen Studien war gezeigt worden, dass es aus pharmakokinetischer Sicht keine Unterschiede zwischen den Formulierungen gibt und beim Granulat selbst die Einnahme ohne Wasser keinen nennenswerten Einfluss auf die Pharmakokinetik hat. Die In vitro-Untersuchungen zeigten, dass diese Effekte vor allem auf die, unter den dynamischen Bedingungen der Magenentleerung, begrenzte Lösungsgeschwindigkeit des ansonsten gut wasserlöslichen Wirkstoffes zurückzuführen waren. Infolge der langsamen Freisetzung hatte die Entleerung des gleichzeitig eingenommenen Wassers nur geringen Einfluss auf die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Arzneistoffentleerung in das Duodenum. Vielmehr ist wahrscheinlich, dass der Migrating Motor Complex über die Entleerung ungelöster Partikel das Anflutungsverhalten dominiert.
Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde mit dem GastroDuo ein neues Modell entwickelt, in das Daten aus verschiedenen Humanstudien zur Charakterisierung der gastrointestinalen Parameter implementiert werden konnten. Über die Entwicklung verschiedener Testprogramme konnte die Simulation kritischer Parameter, sowohl des nüchternen als auch des postprandialen Magens, realisiert werden. Dadurch konnten in zwei Fallstudien, die bei postprandialer Applikation auftretenden pharmakokinetischen Besonderheiten verschiedener Fertigarzneimittel auf mechanistische Weise geklärt werden. So erklärten sich die resultierenden individuellen Plasmaspiegelverläufe der Fertigarzneimittel Viagra® und Adenuric® durch deren unterschiedliche Freisetzungs- und Entleerungscharakteristik. In den In vitro-Versuchen erwiesen sich diese Arzneiformen in ihrem Zerfalls- und Freisetzungsverhalten als unterschiedlich sensitiv gegenüber hydrodynamischen beziehungsweise mechanischen Einflüssen. So zeigten sich in den uns zur Verfügung gestellten pharmakokinetischen Daten für Viagra® vor allem Verläufe einer langsamen und kontinuierlichen Anflutung. Für Adenuric® wurde hingegen ein schnelles Anfluten beobachtet, was sich durch die schnelle Entleerung der fein dispergierten Arzneistoffpartikel über die Magenstraße in vitro erklären ließ.
Ähnliche Beobachtungen konnten für eine neu entwickelte Aspirin®-Formulierung gemacht werden. Diese zeigte aufgrund der angewandten Formulierungsstrategie ein, gegenüber der alten Formulierung, stark beschleunigtes Anfluten unter postprandialen Bedingungen. Wie die In vitro-Daten nahelegten, geschah dies aufgrund der zuverlässigen Entleerung über die Magenstraße. Bei der ursprünglichen Formulierung wurden hingegen deutlich niedrigere maximale Plasmakonzentrationen und ein wesentlich späteres Auftreten dieser maximalen Werte beobachtet. Diese Effekte ließen sich durch die langsame und unvollständige Entleerung aus den Magenzellen des GastroDuo bestätigen und erklären. In diesem Projekt konnte dementsprechend die Bedeutung der angewandten Formulierungsparameter und deren Wechselwirkung mit den physiologischen Begebenheiten aufgezeigt werden.
Abschließend wurde durch eine kombinierte In vitro /In vivo Studie die Eignung des GastroDuo für die prospektive Untersuchungen von Arzneiformen evaluiert. Dazu wurden vier verschiedene Darreichungsformen mit dem Modellarzneistoff Coffein mittels GastroDuo, sowie in einer Humanstudie untersucht. Durch den Nachweis von Coffein im Speichel der Probanden war eine Beurteilung des Zerfallsverhaltens in vivo möglich. Die Resultate der In vivo Studie wiesen gewisse Abweichungen von den erzielten In vitro Ergebnissen auf. Dabei wurde deutlich, dass eine Gewichtung der genutzten Testprogramme zwingend erforderlich ist, da die untersuchten Parameter in vivo mit verschiedenen Häufigkeiten und Auswirkungen auftreten.
Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass das GastroDuo als vielversprechendes Instrument für die Beurteilungen von schnell freisetzenden Darreichungsformen angesehen werden kann. Der modulare Aufbau ermöglicht die Testung definierter physiologischer Parameter unter kontrollierbaren Bedingungen. Allerdings erfordert dieser Aufbau jeweils einen Satz verschiedener Experimente. Nach unserer Auffassung ist dieser Ansatz jedoch unabdingbar um frühzeitig fundierte Aussagen über die Qualität von Arzneimitteln treffen zu können.
Vergleichende Untersuchungen zu rekombinanten Toxoplasma-gondii-Isolaten natürlichen Ursprungs
(2020)
Toxoplasma gondii ist ein weltweit vorkommender einzelliger Parasit mit hohem zoonotischen Potential. In Nordamerika und Europa haben sich drei klonale Toxoplasma-Linien durchgesetzt, Typ I, Typ II und Typ III. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Virulenz in Labormäusen: Toxoplasma gondii vom Typ I gilt im Allgemeinen als hochvirulent, wohingegen Typ II und III wenig virulent in Labormäusen sind. In Deutschland dominieren T. gondii vom Typ II. Trotz selten vorkommender natürlicher sexueller Rekombinationen von T. gondii in Deutschland konnten in einer vorausgegangenen Studie rekombinante T. gondii-Typ II-III-Oozysten aus dem Kot einer natürlich infizierten Katze in Deutschland isoliert werden. Mittels klonaler Vereinzelung wurden in einer weiteren vorausgegangenen Studie aus diesen Oozysten die fünf Tachyzoiten-Klone B6-H6, 2-C10, 2-H8, C12 und A7 generiert, die sich in der Verteilung ihrer Typ II- und III-Allele voneinander unterschieden. Ziel dieser Arbeit war es, die fünf Klone vergleichend zu untersuchen hinsichtlich ihrer Geno- und Phänotypen. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die bekannten polymorphen Virulenzfaktoren ROP18, ROP5, ROP16 und GRA15 gelegt, die maßgeblich für Unterschiede in der Labormausvirulenz zwischen den klonalen Linien sorgen können. ROP18 und ROP5 sind an der Inhibition der IRG-vermittelten Zerstörung der parasitophoren Vakuole, dem Hauptabwehrmechanismus in Mäusen, beteiligt. Während alle fünf Klone das virulente Allel von ROP5 besaßen, hatten nur zwei der fünf Klone, B6-H6 und 2-C10, das virulente Allel von ROP18, dessen virulenter Genotyp in einer hohen Expression resultiert. Diese beiden Klone lösten auch eine 100 %-ige Mortalität in den infizierten BALB/c-Mäusen aus. Hier stimmte der virulente ROP18-Genotyp mit der hohen Mausvirulenz überein. Die anderen drei Klone, 2-H8, C12 und A7, besaßen das nicht virulente Allel von ROP18. Von letzteren drei Klonen lösten jedoch lediglich nur C12 und A7 eine geringere, 30 %-ige Mortalität in infizierten BALB/c-Mäusen aus. Hier würde der nicht-virulente ROP18-Genotyp die niedrigere Virulenz erklären. Der Klon 2-H8, der ebenso ein nicht-virulentes ROP18-Allel besaß, löste dagegen eine 100 %-ige Mortalität aus. Demnach ließe sich die Virulenz der infizierten BALB/c-Mäuse in dieser Studie nur in vier von fünf Klonen mit dem ROP18-Genotypen erklären. Neben ROP5 und ROP18 wurden auch die Virulenzfaktoren ROP16 und GRA15 untersucht. Diese regulieren das Zytokinprofil in infizierten Makrophagen und können dadurch Einfluss auf den klinischen Verlauf der Infektion nehmen. Von ROP16 und GRA15 besaßen jeweils alle fünf Klone das virulente Allel. Daher kann auch der Genotyp dieser Virulenzfaktoren hier nicht alleine die Unterschiede in der BALB/c-Mausvirulenz erklären. Auch das Expressionsprofil der Virulenzfaktoren in in-vitro inokulierten J-774A.1-Makrophagen mit geringen, wahrscheinlich nicht biologisch relevanten Abweichungen, ließ keine eindeutigen Rückschlüsse für die Ursache der unterschiedlichen Mausvirulenzen zu. Die in-vitro-Inokulation von J-774A.1-Makrophagen mit den Klonen ergab weiterhin, dass der mittelvirulente Klon C12 in der Lage war, die Makrophagen deutlich früher zu infizieren und eine höhere IL-12-Expression hervorzurufen. In überlebenden BALB/c-Mäusen verursachte er einen geringeren Gewichtsverlust gegenüber den anderen Klonen. Es kann für diese Studie festgehalten werden, dass sich die Virulenz der Klone in Labormäusen nicht allein durch das Vorhandensein virulenz-vermittelnder ROP18- oder anderer Virulenzgene erklären ließ. Durch die sexuelle Rekombination zwischen T. gondii des Typs II und III waren offenbar Allelkombinationen entstanden, welche auf ein komplexes multifaktorielles Netzwerk schließen lässt, das ursächlich für die Unterschiede in der Mausvirulenz und der Makrophagenfunktionalität zu sein schien.
Vorhofflimmern ist die häufigste Herzrhythmusstörung des Menschen. Die Generierung neuen Wissens über Prozesse der Zellregulation und Zellkommunikation kann unser Verständnis über zugrundeliegende Pathomechanismen dieser Erkrankung erweitern und bei der Entwicklung neuer Therapiestrategien helfen. Diese Phosphoproteom-Analyse beschreibt Veränderungen des Phosphorylierungsstatus von Proteinen in HL-1 Kardiomyozyten in Abhängigkeit verschiedener Rapid Atrial Pacing (RAP) Stimulationsprotokolle. Um den Einfluss von Regenerationsphasen, wie es sie z. B. auch beim paroxysmalen Vorhofflimmern gibt, auf den Phosphorylierungsstatus von Proteinen zu untersuchen, wurden die Zellen nicht nur kontinuierlich, sondern auch in Intervallen RAP-stimuliert. Insgesamt konnten in dieser Arbeit 9626 Phosphorylierungen in 3463 Proteinen identifiziert werden, von denen 295 Phosphorylierungen in 261 Proteinen signifikant verändert waren. Stark veränderte Phosphorylierungen konnten z. B. in den Proteinen DOCK7 und MARK2 für kontinuierlich stimulierte HL-1 Zellen und OBSCN und JPH2 für Intervall-stimulierte HL-1 Zellen gefunden werden. Neben spezifisch regulierten Proteinphosphorylierungen konnten auch solche beschrieben werden, deren Regulation für kontinuierliches bzw. Intervall-RAP identisch waren (Overlap). Vertreter dieser Gruppe waren z. B. Phosphorylierungen der Proteine KCNH2 und ABLIM3. Eine Vielzahl beobachteter Unterschiede bezüglich der Richtung und Stärke der Regulation von Proteinphosphorylierungen zwischen kontinuierlich und Intervall- stimulierten HL-1 Zellen ist dabei ein deutliches Indiz für einen bestehenden Einfluss der Regenerationsphasen auf die Modulation zellulärer Signalwege. Bei der Zuordnung veränderter Protein-Phosphorylierungen zu definierten Signalwegen zeigte sich das Netrin-Signaling als signifikantes Beispiel für Signalwege, die sowohl bei kontinuierlich als auch bei Intervall-stimulierten HL-1 Zellen einer Modulation unterliegen. Veränderungen in der Regulation der Proteinphosphorylierung bzw. der Proteinexpression konnten dabei vor allem in einem bestimmten Teil des Signalweges identifiziert werden, an dem die Proteine Netrin, DCC-Rezeptor, NCK, RAC und ABLIM beteiligt sind.
Der globale Rückgang der Artenvielfalt, verursacht durch das intensive Eingreifen des Menschen in die Ökosysteme, zählt zu den großen Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte, nicht zuletzt im Interesse des Menschen, dessen Existenz dadurch zunehmend bedroht wird. Auch Wälder sind von dieser Entwicklung betroffen. In Deutschland über Jahrhunderte zu Forsten umgebildet, die vorwiegend der Holzproduktion dienten, führte dies zu monotonen Strukturen, in denen natürliche Elemente wie Totholz nicht den notwendigen Platz haben, um die zahlreichen davon abhängigen Arten zu versorgen. Derzeit findet jedoch – ausgelöst durch wissenschaftliche Befunde – ein gesellschaftliches Umdenken statt, das natürliche Waldelemente vermehrt in Wirtschaftswälder integrieren möchte.
Vor dem Hintergrund der sich durch diese Entwicklungen abzeichnenden Veränderung der Wälder wurde nun erstmals für das deutsche Bundesland Bayern flächenrepräsentativ untersucht, wie die Bevölkerung dieser Veränderung gegenübersteht, und wie die kulturellen Ökosystemleistungen von Wäldern, also die Beiträge des Ökosytems Wald für das menschliche Wohlergehen, wahrgenommen und beurteilt werden. Im Vordergrund standen dabei das natürliche Erbe und die Erholung. Dazu wurde eine repräsentative Online-Befragung mit 2473 Probanden durchgeführt, in die zwei leicht modifizierte Choice Experimente eingebunden wurden. Mit ihrer Hilfe sollten nicht nur die Präferenzen für bestimmte Waldzustände und Maßnahmen zur Sicherung der Artenvielfalt aufgedeckt, sondern auch festgestellt werden, welche Trade-offs zwischen ihren gesellschaftlichen, ökologischen und ökonomischen Folgen bestehen. Auch die Einstellung der Befragten gegenüber der Natur allgemein, und Totholz speziell, war Gegenstand der Studie. Zudem wurde über Reisekostenmodelle versucht, die Erholungsleistung der bayerischen Wälder zu bemessen, um sie in Relation zu den anderen Leistungen zu setzen.
Es zeigte sich, dass die Einstellung der bayerischen Bevölkerung gegenüber der Natur und vor allem gegenüber Totholz überwiegend positiv ist, auch wenn unterschiedliche Formen der Umwelteinstellung identifiziert werden konnten. In den Präferenzanalysen ergaben sich positive Zahlungsbereitschaften für solche Waldnaturschutzprogramme, die zu einer Verbesserung der Habitatverfügbarkeit für gefährdete Arten in allen Wäldern, nicht nur in einzelnen Schutzgebieten führen würden. Dabei sind ebenfalls Unterschiede zwischen verschiedenen Waldmanagementstrategien, sowie zwischen bestimmten sozio-demographischen Subgruppen festzustellen. Darüber hinaus konnte ein hoher Wert der Erholungsleistung der bayerischen Wälder ermittelt werden, der sich nicht wesentlich verändern würde, wenn mehr natürliche Strukturen zugelassen werden. Somit wäre diese kulturelle Ökosystemleistung auch weiterhin gewährleistet, vorausgesetzt, dass keine Extremzustände angestrebt werden. Aus Sicht der Forstpraxis und des Naturschutzes ist von besonderem Interesse, dass die Trade-offs, welche zwischen der Gesellschaft und diesen beiden Akteursgruppen bestehen, allen drei Seiten zugute kommen können.
Im Routinebetrieb des PTS waren keine potentiell pathogenen Erreger an durch das PTS geschickten und mit physiologischer Kochsalzlösung getränkten, zur Reinigung vorgesehenen Schwämmchen nachweisbar.
In Übereinstimmung dazu war die Empfangsstation bei 9 von 20 Probennahmen ebenfalls nur mit KNS und aeroben Sporenbildnern kontaminiert.
In der aus dem PTS in die Empfangsstation strömenden Luft war die Anzahl luftgetragener Erreger geringer als in der Umgebungsluft außerhalb des Ausströmbereiches des PTS.
Die Untersuchungsergebnisse bestätigen, dass bei monatlicher Dekontamination des PTS keine Übertragung potentieller Pathogene stattfindet.
Dagegen waren die Eingaberacks (12 Probennahmen) ausnahmslos kontaminiert, davon zweimal mit Schimmelpilzen und einmal mit Enterococcus faecium. Deshalb sollte die vom Hersteller nur monatlich empfohlene maschinelle Reinigung wöchentlich durchgeführt werden.
Da die experimentell vorgenommene bakterielle Beladung der Probenröhrchen weit höher war als sie in praxi selbst bei schlechter Händehygiene vorkommen kann, um den worst case zu simulieren, ist bei hygienischer Wartung der Anlage gemäß Herstellerempfehlung eine Weiterverbreitung von Krankheitserregern über das PTS auszuschließen.
Damit konnte die der Studie zugrunde gelegte Frage ausgeschlossen werden, ob das PTS an der Verbreitung von VRE beteiligt war.
Vielmehr stellte sich heraus, dass Mängel in der Schlussdesinfektion der Patientenzimmer nach der Entlassung von mit VRE kolonisierten Patienten die Ursache des Ausbruchs war (Kramer 2014).
The global prevalence of kidney diseases has been steadily rising over the last decades. Today, around 10% of the world population suffers from relevant chronic kidney disease. Podocytes are highly specialized and terminally differentiated cells residing in the filtering units of the kidneys, the so-called glomeruli. With their interdigitating foot-processes, these cells are a crucial part of the renal filtration barrier. As podocytes are post-mitotic, injury or loss of these cells results in an impairment of the filtration barrier with subsequent loss of global kidney function. Therefore, the question whether a relevant amount of podocytes can be regenerated and if this regeneration can be influenced is crucial for future therapeutic developments. As in vivo microscopic imaging of podocytes in higher animals like mice or rats is rather challenging, larval zebrafish have been applied as an animal model for podocyte development and kidney filtration. 48 hours post fertilization, zebrafish larvae develop a single filtering glomerulus with a similar morphology and molecular construction to that in mammals. For evaluation of podocyte morphology and filtration, we used transgenic zebrafish strains in which podocytes were labeled with fluorescence proteins. Additionally, podocytes expressed the bacterial enzyme nitroreductase fused to the fluorescence protein mCherry. In this model, application of the antibiotic metronidazole leads to podocyte-specific cell death. Through cross-breeding we established strains that additionally express an eGFP-labeled protein in the blood plasma. Using in vivo two-photon microscopy, we could image podocyte-loss induced impairments of the glomerular filtration barrier. Additionally, we tracked characteristic morphological changes of podocyte morphology including podocyte foot process effacement, development of sub-podocyte pseudocysts and finally detachment of whole cells from the glomerular basement membrane. These changes have been before described histologically in different animal models as well as in patient biopsies. Using the in vivo microscopy approach, we could clearly describe the temporal sequence of these alterations. Finally, we also tracked individual, non-detached podocytes over up to 24 hours, and found that these cells were non-migratory. These results show that early podocyte-regeneration through immigration of intra- or extraglomerular cells is unlikely within the first 24 hours of acute glomerular injury.
Background: Depressive disorders are highly prevalent and disabling diseases. Epidemiological studies have shown that they often co-occur with addictive behaviors, which in part might be explained by common risk factors. Rumination might be such a risk factor. Comorbidity can have substantial adverse effects for those affected. Thus, combined treatment approaches are needed. These should not be restricted to individuals with clinical disorders. In light of an apparent treatment gap, new treatment approaches that provide widespread access to evidence-based treatments need to be explored. In recent years, e-health interventions received a lot of attention. With their potential to be widely disseminated, they might be suitable to provide population-based intervention approaches. Developing population-based interventions might present special challenges to intervention developers, for example, in terms of intervention design or the selection of samples to preliminary test interventions. This thesis explored the application of e-health interventions in the treatment and prevention of depressive symptoms and addictive behaviors. Its first aim was to provide an overview on publicly accessible evidence-based e-health interventions for the treatment and prevention of depressive symptoms (study 1). The second aim was to test the feasibility, acceptability and potential effectiveness of a newly developed computer-based expert system intervention simultaneously targeting hazardous alcohol consumption and depressive symptoms and to investigate the importance of the sample selection when preliminary testing interventions (study 2). The third aim was to further investigate rumination with its subfactors brooding and reflection as a common cause of depression and addictive behaviors and thus as a potential target for combined interventions by analyzing its associations with symptoms of pathological gambling (SPGs; study 3).
Methods: This thesis provides a summary of different working steps in the process of developing and testing a computer-based intervention for health care patients (HCPs) with comorbid hazardous alcohol consumption patterns and depressive symptoms. In study 1, a systematic literature search was conducted to identify evidence-based e-health interventions for depressive symptoms. Interventions were considered for further inspection if studies provided evidence for at least small intervention effects and if the interventions were accessible to at least selected groups of individuals. For study 2, 2773 consecutive HCPs were screened for hazardous drinking and depressive symptoms. Of the 41 HCPs who were offered to participate in the study, 27 (65.9%) consented. To investigate the importance of the sample selection when preliminary testing interventions, HCPs were compared to media recruited volunteers (MVs). Over a period of 6 months, study participants received 6 individualized counselling letters and weekly short messages. Pre-post data were analyzed for 30 participants (15 HCPs, 15 MVs). Intervention acceptability was assessed in post-intervention interviews conducted with 32 study participants. In study 3, cross-sectional data of 506 (80.4% male) individuals aged 14 to 64 years with a history of gambling problems were analyzed. Associations between the rumination subfactors and SPGs across different levels of problem gambling severity were investigated by means of sequential quantile regression.
Results: In study 1, 37 publicly accessible evidence-based e-health interventions for depressive symptoms were identified. Most interventions (81.1%) were available in English. For the German language area, only 3 interventions were identified. In study 2, HCPs and MVs reduced regular binge drinking (HCPs: p = 0.016; MVs: p = 0.031) and depressiveness (HCPs: p = 0.020; MVs: p < 0.001). MVs further reduced average daily consumption (p = 0.034). Both subsamples rated the intervention positive. Compared to HCPs, MVs rated the alcohol module more favorably (p = 0.012). Intervention usage was higher in MVs than in HCPs (p = 0.013). Study 3 showed that at the median, ruminative brooding was positively associated with the severity of problem gambling after controlling for covariates (p = 0.005). Along the distribution of problem gambling severity, findings did hold for all but the lowest severity level. Ruminative reflection was not associated with problem gambling severity at the median (p = 0.347).
Conclusions: E-health interventions show great potential in the treatment and prevention of depressive symptoms and addictive behaviors. However, more research is needed to clarify how to make the most of this potential. Important questions that remain to be answered include, for example, how to best provide e-health interventions to those in need or how to design interventions in order to maximize their reach and thus their public health impact. This thesis showed that 1) publicly accessible evidence-based e-health interventions for depressive symptoms were available. However, the supply in the German language area was low. 2) The computer-based expert system intervention targeting hazardous alcohol consumption and depressive symptoms was technically and logistically feasible, acceptable, and may have the potential to reduce hazardous drinking and depressive symptoms in different populations, including populations unselected in terms of their motivation to change. To avoid biased conclusions about the potential of interventions, intervention developers should preliminary test interventions on intended target populations. 3) Rumination might be important in the development and maintenance of addictive behaviors. With its relations to depression and addictive behaviors, it should be considered as a target for future combined interventions.
This paper is a literary analysis of Sebastian Barry’s six novels “The Whereabouts of Eneas McNulty” (1998), “Annie Dunne” (2002), “A Long Long Way” (2005), “The Secret Scripture” (2008), “On Canaan’s Side” (2011) and “The Temporary Gentleman” (2014) and his two plays “The Steward of Christendom” (1995) and “Our Lady of Sligo” (1998). The analysis focuses on Barry’s presentation of (Irish) history, (Irish) nationalism, and personal and national identity in order to ascertain to what extent Barry can be labelled an Irish historical revisionist and compares Barry’s texts to revisionist fiction by other modern Irish authors to delineate Barry’s vision of a – generally more inclusive - Irish identity.
Der Kernexport neusynthetisierter Kapside stellt einen Schlüsselprozess in der Herpesvirus-Replikation dar. Die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Vesikel-vermittelten Translokation sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Der nuclear egress wird dabei maßgeblich von zwei viralen Proteinen dirigiert, die in PrV und HSV-1/-2 als pUL31 und pUL34 bezeichnet werden und in allen Herpesviren konserviert sind. Beide Proteine interagieren an der inneren Kernmembran, wo sie den sogenannten nuclear egress complex (NEC) bilden. Während pUL34 ein membranständiges Protein in der Kernmembran ist, gelangt das lösliche pUL31 über einen aktiven Transport in den Kern. Obwohl der erste Schritt der Freisetzung aus dem Kern, die Vesikelbildung und Abschnürung an der inneren Kernmembran, schon gut untersucht ist und auch die Kristallstrukturen des NEC für verschiedene Herpesviren ermittelt werden konnte, sind noch viele Fragen offen. So war zu Beginn dieser Arbeit noch unklar wie die Kapside in diese Hüllen rekrutiert werden und welche Rolle die nicht konservierte und offensichtlich flexible N-terminale Domäne von pUL31, die nicht in den Kristallstrukturen dargestellt werden konnte, für die Regulierung dieses Prozesses spielt. So konzentrierte sich diese Arbeit auf die Fragen, wie die Kapside mit dem NEC interagieren (Paper I und II) und wie der pUL31-N-Terminus diesen ungewöhnlichen Transportweg beeinflusst (Paper III).
Paper I und II: Untersuchungen zur Nukleokapsid/NEC Interaktion
Unklar ist, wie der NEC mit seiner Fracht, den Nukleokapsiden, interagiert. Auf Grundlage der vorhandenen Kristallstrukturen des Komplexes unterschiedlicher Herpesviren wurde eine Interaktionsdomäne in pUL31 postuliert und angenommen, dass dies mittels elektrostatischer Wechselwirkungen erfolgt. Um dies näher zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit geladene Aminosäuren, die als mögliche Interaktionspartner in Frage kommen, zu Alanin mutiert. Die so generierten pUL31 Mutanten wurden, nach Transfektion entsprechender Expressionsplasmide in Kaninchennierenzellen (RK13), auf ihre Lokalisation und nach Koexpression mit pUL34 auf Interaktion getestet. Die Funktionalität der mutierten Proteine während der Virusreplikation wurde mit Hilfe stabiler Zelllinien nach Infektion mit PrV-∆UL31 untersucht. Über elektronenmikroskopische Analysen wurde der Einfluss auf den Kernexport im Detail betrachtet. Hierbei konnte einem konservierten Lysin an Position 242 in PrV pUL31 im Prozess der Kapsidumhüllung eine Schlüsselrolle zugeordnet werden. Dieses Lysin befindet sich im membrandistalen Bereich des NECs, in der Alphahelix H10 von PrV pUL31. Die Substitution des K242 zu Alanin führte zu einem Abschnüren und einer Akkumulation leerer, Virushüllen-ähnlicher Vesikel im PNS, obwohl reife Kapside im Kern und in unmittelbarer Nähe zu den Akkumulationen vorhanden waren. Dies führte zu der Hypothese, dass die Ladung des Lysins direkt an der Interaktion mit dem Kapsid beteiligt ist (Paper I).
Obwohl das Lysin 242 in der Struktur des Dimers oberflächenexponiert erschien, zeigten Modellierungen im NEC Oligomer, dass diese Aminosäure vermutlich zu tief in der Struktur verborgen ist um als direkter Interaktionspartner in Frage zu kommen. Um die im vorherigen Paper aufgestellte Hypothese zu verifizieren oder auch zu widerlegen, wurde das Lysin nicht nur durch Alanin, sondern auch durch andere nicht geladene, sowohl positiv als auch negativ geladene oder in ihrer Größe variierende Aminosäuren substituiert (Paper II).
Die neu generierten Substitutionsmutanten wurden nach Transfektion der Expressionsplasmide auf ihre Lokalisation und nach Kotransfektion mit pUL34, auf ihre Interaktion untersucht. Die Funktionalität der mutierten Proteine wurde ebenfalls mit Hilfe stabil exprimierender Zelllinien analysiert. Die vorliegenden Phänotypen wurden weiter mittels elektronenmikroskopischer Analysen bestimmt. Es stellte sich heraus, dass unabhängig von der vorhandenen Ladung der Aminosäure an Position 242 der Kernexport signifikant beeinträchtigt wurde. In Strukturanalysen der einzelnen Mutanten zeigte sich, dass vielmehr die Ausrichtung und Größe der Seitenkette der ersetzten Aminosäure entscheidend war. So störte beispielsweise die Substitution zu Serin und Tyrosin, die die Lage der Seitenketten des ursprünglich vorliegenden Lysins imitierten, die Funktion des pUL31 am wenigsten und die Titer erreichten fast Wildtypwerte. Dagegen führten Substitutionen zu deutlich längeren Aminosäuren, wie Glutaminsäure oder Arginin, zu massiven Beeinträchtigungen des nuclear egress. Allerdings führte keine der Substitutionen zu einem unkontrollierten Abschnüren von Vesikeln ohne Aufnahme eines Kapsids an der inneren Kernmembran.
Die hier gezeigten Ergebnisse entkräfteten die Annahme einer elektrostatischen Interaktion über pUL31 K242 mit den Nukleokapsiden in PrV. Vielmehr deuteten sie auf eine strukturell basierte Störung der Kapsidaufnahme in die Vesikel hin (Paper II).
Mittels serieller Passagen von Virusmutanten die das UL31 mit der K242A Substitution exprimierten, wurde nach möglichen kompensatorischen (second-site) Mutationen gesucht, die den Defekt ausgleichen und darüber hinaus Aufschluss auf die molekularen Ursachen ziehen lassen.
Die generierten Virusrekombinanten erreichten bereits nach ca. 10 Passagen Wildtpy-ähnliche Titer. Aus den Passagen wurden verschiedene Isolate charakterisiert. Es zeigte sich zwar keine Reversion zum Lysin 242, vielmehr waren jedoch entweder weitere Mutationen in pUL31 oder in pUL34 zu finden. Während die detektierten pUL34 Mutationen zu einem späteren Zeitpunkt charakterisiert werden müssen, wurden die second-site mutierten pUL31 Proteine auf Lokalisation, Kolokalisation und Kompensation des K242A Defektes getestet. Die Ergebnisse bestärkten die Annahme eines Strukturdefektes durch K242A. Darüber hinaus konnten durch Rückmutation des K242A Defektes in den second-site mutierten pUL31 zwei Helices bestätigt werden (H5 und H11), die ähnlich der H10 einen starken Einfluss auf den Kernexport besitzen.
Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass die Aminosäure an Position 242 nicht direkt mit den Nukleokapsiden interagiert, dass eingeführte Mutationen jedoch die Umorganisation des NEC-Oligomers, welche offensichtlich notwendig für die effiziente Kapsidumhüllung an der inneren Kernmembran ist, stört und so den nuclear egress inhibiert (Paper II).
Es zeigte sich, dass sich die Struktur-Funktions-Beziehungen in den NECs komplexer darstellen als vermutet. Die Ergebnisse dieser Arbeit können zwar nicht den Mechanismus des Kapsidexports bzw. der Kapsidbindung und -inkorporation aufklären doch zeigen sie, dass die Interaktionen der NECs miteinander sehr viel komplexer aber auch wesentlich flexibler sind als zunächst angenommen.
Paper III: Untersuchung der N-terminalen Domäne von PrV pUL31
Neben einem Kernlokalisationssignal (NLS) beherbergt der N-terminus verschiedener pUL31 Homologer auch zahlreiche vorhergesagte Phosphorylierungsstellen, die an der Regulation des Kernexportes beteiligt sind bzw. sein könnten. Dieser flexible N-terminale Bereich hat in PrV pUL31 eine Länge von 25 Aminosäuren, wobei auffallend viele basische Aminosäuren in Clustern und verschiedene mögliche Phosphorylierungsstellen enthalten sind. Computer-unterstütze Analysen (NLStradamus) erkennen in der Aminosäuresequenz ein bipartites NLS (AS 5-20). Um die Rolle des N-terminalen Bereiches in PrV pUL31 näher zu untersuchen, wurde dieser schrittweise verkürzt und die basischen Aminosäuren, sowie die möglichen Phosphorylierungsstellen, durch gerichtete Mutagenese durch Alanin ersetzt. Getestet wurden diese Mutanten nach Transfektion der entsprechenden Expressionsplasmide in RK13 Zellen auf ihre Lokalisation und, nach Koexpression von pUL34, auf Interaktion und der Umorganisation der Kernmembran. Über stabil-exprimierende Zelllinien und nach Infektion mit der UL31 negativen Virusmutante (PrV-∆UL31) wurde die Funktionalität in eplikationsassays und auch ultrastrukturell charakterisiert. Erstaunlicherweise zeigte sich, dass weder das bipartite NLS noch die vorhergesagten Phosphorylierungsstellen eine entscheidende Rolle spielen. Vielmehr konnte der größte Teil des N-Terminus ohne sichtbaren Funktionsverlust deletiert werden, sofern mindestens ein Cluster basischer Aminosäuren in dieser Region erhalten blieb. Die Ergebnisse zeigten, dass der basische Charakter dieser Region entscheidend für die korrekte Lokalisation, sowie für die Bildung und Funktionalität des NEC ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Phosphorylierung im N-Terminus von PrV pUL31, wie auch die roteinkinase pUS3, zwar nicht essenziell für die Freisetzung der Nukleokapside aus dem perinukleären Spalt sind, jedoch diesen Prozess unterstützen (Paper III).
Die Diagnostik der schweren Sepsis und des septischen Schocks stellt eine Herausforderung dar, denn noch heute kann nur ein Zusammenspiel aus vielen Einzelparametern einen Anhalt für eine septische Erkrankung geben. Die Abnahme von Blutkulturen gilt dabei als Goldstandard der Diagnostik einer Sepsis und des septischen Schocks und stellt ein wichtiges Hilfsmittel dar, um Erreger nachweisen zu können. Diese Suche der verursachenden Erreger im Blut dient der adäquaten Therapieeinleitung. Die gezielte Antibiotikawahl kann bei Sepsispatienten das Outcome verbessern, die Krankenhausliegezeit verkürzen sowie einer Resistenzentwicklung entgegenwirken.
Mit der vorliegenden Arbeit sollten Zusammenhänge zwischen der Anzahl abgenommener Blutkultursets und der Positivitätswahrscheinlichkeit bei Patienten mit schwerer Sepsis und septischen Schock unter den heutigen Bedingungen einer Leitlinien-orientierten Diagnostik und Therapie untersucht werden. Damit sollten Empfehlungen bezüglich der Anzahl zu entnehmender Blutkultursets aufgezeigt werden. In einer retrospektiven Datenanalyse wurden die Daten von 590 Patienten der Universitätsmedizin Greifswald mit schwerer Sepsis und septischen Schock und damit 4464 Blutkultursetergebnisse analysiert. Es wurden unterschiedliche Gesichtspunkte aus zwei Gruppen untersucht und miteinander verglichen. Der erste untersuchte Schwerpunkt umfasste alle Blutkulturpaare, die während der beiden definierten Zeiträume entnommen wurden. Letztendlich konnte gezeigt werden, dass für beide Zeitgruppen mit der Entnahme von drei Blutkultursets Positivitätswahrscheinlichkeiten über 98% erreicht werden konnten.
Es wurden ebenfalls die Positivitätsraten für verschiedene Keimspezies untersucht. Es konnte bei der überwiegenden Anzahl der detektierten Keimspezies die Entnahme von drei Blutkultursets empfohlen werden. Bei einigen Problemkeimen wie z.B. P. aeruginosa sollte im Vorfeld eine Abwägung für die Wahrscheinlichkeit des Keims als ursächlich für die Sepsis erfolgen. Ist die Wahrscheinlichkeit hoch, sollten als praktische Konsequenz vier Blutkulturpaare entnommen werden.
Weiterhin wurden die Positivitätswahrscheinlichkeiten der verschiedenen Primärfokusse verglichen. Hier reichte es in der 2-Stunden-Gruppe aus, zwei Blutkultursets zu entnehmen, um eine über 95%ige Nachweisrate von Erregern zu erzielen. Im Vergleich dazu zeigte sich für die 24-Stunden-Gruppe, dass dafür drei Blutkulturpaare notwendig waren. Da der Respirationstrakt und der abdominelle Fokus
fast Dreiviertel aller Fokusse in unserer Studie darstellten, sollte bei diesen Primärfokussen die Positivitätsrate möglichst hoch angestrebt werden. Daher zogen wir das praktische Fazit, dass auch hier unabhängig der Zeitgruppe drei Blutkulturen entnommen werden sollten. Somit sollten drei Blutkultursets bei Sepsisverdacht aus einer Punktionsstelle vor dem Beginn einer Antibiotikatherapie entnommen werden. Neben einer deutlichen Zeitersparnis konnten für die meisten Mikroorganismen sowie Primärfokusse damit maximale Positivitätswahrscheinlichkeiten erzielt werden. Von einer Entnahme von nur einem Set sollte abgesehen werden. Die Differenzierung bei einem Hautkeimnachweis in einer entnommenen Blutkultur zwischen einer möglichen Kontamination oder einer echten Bakteriämie ist dabei nur bedingt zu interpretieren. Für noch konkretere Aussagen und zur stetigen Verbesserung unserer Medizin sind weitere Studien mit dieser Thematik entsprechend unabdinglich.
Die Pflege demenziell erkrankter Menschen geht bekanntermaßen mit einer Belastung für die Pflegepersonen einher. Ziel dieser Studie war es, die Belastung pflegender Angehöriger und professioneller Pflegekräfte unmittelbar nach Krankenhausaufnahme des Menschen mit Demenz zu beschreiben.
In dieser deskriptiven Querschnittstudie füllten 25 pflegende Angehörige und 25 professionelle Pflegekräfte der geschlossenen gerontopsychiatrischen Station eines Krankenhauses in Greifswald einen Fragebogen (BIZA-D-PV)
aus, der in verbundenen Stichproben ausgewertet wurde. Es wurden Häufigkeitsverteilungen, Mittelwertunterschiede und Korrelationen bestimmt. Darüber hinaus erfolgte eine Einordnung der pflegenden Angehörigen in Risikogruppen.
Die pflegenden Angehörigen empfanden eine höhere Belastung durch kognitive Einbußen, Aggressivität und Verwirrtheit des Menschen mit Demenz im Vergleich zu den professionellen Pflegekräften. Statistisch signifikante Unterschiede in Hinblick auf die Belastung durch praktische Pflegeaufgaben ließen sich nicht feststellen. Weibliche Angehörige gaben eine höhere Belastung an als männliche Angehörige, wohingegen in der Gruppe der professionellen Pflegekräfte die männlichen Befragten eine höhere Belastung empfanden.
Es wurden Korrelationen zwischen einzelnen Belastungsdimensionen und dem Alter der Pflegenden, dem Schweregrad der Demenz sowie körperlichen Beschwerden der Pflegenden beschrieben. Die Einordnung der pflegenden Angehörigen in Risikogruppen zeigte ein hohes Risiko für die Entwicklung von Depressionen bei den Pflegenden, für Gewaltanwendung gegenüber den demenziell Erkrankten und deren Heimeinweisung innerhalb der nächsten Monate in 44-72% der Fälle.
Die Ergebnisse verdeutlichen die Notwendigkeit, Erkenntnisse über die Belastung der Pflegenden im zeitlichen Verlauf der Pflege zu sammeln, um zielgerichtete Interventionen entwickeln zu können. Derartige Interventionen sollten darauf abzielen, eine Reduktion der Pflegebelastung zu ermöglichen und Krankenhauseinweisungen aufgrund einer Krise
der häuslichen Pflege zu vermeiden.
Hintergrund: Es wurde untersucht, ob die Streifenmeniskometrie zur Diagnostik eines trockenen Auges geeignet ist. Außerdem wurde geprüft, ob sich Hinweise auf eine Beeinflussung des Messverfahrens infolge von lidkantenparallelen Bindehautfalten (LIPCOF) bzw. einer Meibom-Drüsen-Dysfunktion (MDD) ergeben.
Material und Methodik: Die Stichprobe umfasst 391 Augen von 201 Probanden (85 männlich, 116 weiblich) zwischen 18 und 81 Jahren (Altersdurchschnitt 53,17 ± 16,52 Jahre). Es wurden drei Gruppen konzipiert. 54 Augen mit einer diagnostizierten Keratokonjunktivitis sicca (KCS) und 122 Augen mit einer nur mild ausgeprägten KCS wurden 225 gesunden Augen gegenübergestellt. Jedes Auge wurde mittels Streifenmeniskometrie, Schirmer-1-Test, Jones-Test, OCT-Meniskometrie (Tränenmeniskushöhe - TMH, Tränenmeniskusweite - TMW, Tränenmeniskusquerschnittsfläche - TMA) und dem Fragebogen Ocular Surface Disease Index (OSDI) untersucht. Außerdem wurden Hinweise auf eine MDD in Form von charakteristischen Lidkantenveränderungen und das Vorhandensein von LIPCOF mittels optischer Kohärenztomografie (OCT) erfasst.
Ergebnisse: Die Ergebnisse der Streifenmeniskometrie, des Schirmer-1-Tests, des Jones-Tests sowie der OCT-Meniskometrie (TMH, TMW und TMA) waren bei den KCS-Patienten im Vergleich zu den augengesunden Kontrollprobanden signifikant kleiner (p < ,001). Der OSDI-Score bei den KCS-Patienten war signifikant größer als in der Kontrollgruppe (p < ,001). Zwischen der Streifenmeniskometrie und dem Ausprägungsgrad der KCS besteht eine signifikante Korrelation (r = -,396, p < ,001). Die Sensitivität der Streifenmeniskometrie liegt in einem vertretbaren Bereich zwischen 0,79 und 0,89. Die Spezifität im Bereich zwischen 0,42 und 0,5 ist jedoch unbefriedigend. Die Streifenmeniskometrie korrelierte mit allen angewandten Untersuchungsverfahren signifikant (p < ,001) auf überwiegend mittlerer Stufe. Zur Diagnostik eines trockenen Auges bei einer bestehenden MDD ist die Streifenmeniskometrie ungeeignet. Hinweise auf eine Beeinflussung durch LIPCOF zeigten sich nur für die OCT-Meniskometrie.
Schlussfolgerung: Es konnte eine Korrelationsvalidität der Streifenmeniskometrie zum Schirmer-1-Test, Jones-Test, OSDI und zur OCT-Meniskometrie festgestellt werden. Die Vorteile des Verfahrens liegen im geringen technischen und zeitlichen Aufwand. Bei nur minimaler Bindehautreizung ist es eine sehr patientenfreundliche Untersuchungsmethode. Nachteilig ist die niedrige Spezifität aufgrund derer die Streifenmeniskometrie stets mit anderen Testverfahren kombiniert werden sollte.
The active screen plasma nitrocarburizing (ASPNC) technology is a state-of-the-art plasma-assisted heat treatment for improving surface hardness and wear resistance of metallic workpieces based on thermochemical diffusion. In comparison to conventional plasma nitrocarburizing, the use of an active screen (AS) improves thermal homogeinity at the workload and reduces soot formation. Further it can serve as a chemical source for the plasma processes, e.g. by use of an AS made of carbon-fibre reinforced carbon. This compilation of studies investigates the plasma-chemical composition of industrial- and laboratory-scale ASPNC plasmas, predominantly using in-situ laser absorption spectroscopy with lead-salt tuneable diode lasers, external-cavity quantum cascade lasers, and a frequency comb. In this way the temperatures and concentrations of the dominant stable molecular species HCN, NH3, CH4, C2H2, and CO, as well as of less prevelant species, were recorded as functions of e.g. the pressure, the applied plasma power, the total feed gas flow and its composition. Additionally, the diagnostics were applied to a chemically similar plasma-assisted process for diamond deposition.
Resulting from this thesis are new insights into the practical application of an AS made of CFC, the plasma-chemistry involving hydrogen, nitrogen, and carbon, and the particular role of CO as an indicator for reactor contamination. The effect of the feed gas composition on the resulting nitrogen- and carbon-expanded austenite layers was proven by combination of in-situ laser absorption spectroscopy with post-treatment surface diagnostics. Furthermore this work marks the first use of frequency comb spectroscopy with sub-nominally resolved Michelson interferometry for investigation of a low-pressure molecular discharge. This way the rotational bands of multiple species were simultaneously measured, resulting in temperature information at a precision hitherto not reached in the field of nitrocarburizing plasmas.
In this thesis, I present work motivated, in part, by a series of upcoming laboratory experiments (APEX), which seeks to uncover some of the inner workings of turbulence and stability in electron- positron plasmas in closed field-line systems. I present the results of several distinct, but connected, problems addressing the theory of electron-positron plasmas.
This work is partitioned into several parts, which loosely correspond to different particulars of the APEX experiment and the different theoretical physics problems which reside within.
I begin with the derivation of a kinetic theory for plasmas which are optically thin to cyclotron emission, as indeed, experimental pair plasmas are expected to be. The results of this section include: (1) the derivation of a general kinetic theory of cyclotron radiation in electron-ion plasmas; (2) a calculation showing that cyclotron emission results in strongly anisotropic distribution functions on the radiation timescale; (3) calculation of the evolution of the distribution function under collisional scattering which, in the absence of any radiation terms, acts to drive the plasma towards a Maxwellian; (4) generalisation of this theory to more exotic geometries; (5) specialisation of this theory to pair plasmas of experimental interest; and (6) presentation of the applications and the limitations of this theory.
The second project is primarily concerned with non-neutral plasmas. We begin with gyrokinetic theory and a novel extension of this theoretical framework to plasmas with arbitrary degree of neutrality in straight field-line geometry. I go on to discuss the gyrokinetic stability theory of such plasmas in this simplified geometry. I conclude this project with a discussion of some further
nuances in the theory of singly-charged non-neutral plasmas, this time concerning global features. Namely, I declare an interest in the equilibria such plasmas might be able to attain.
The final project pertains to plasmas which are in state of Maxwellian equilibrium i.e., electron- positron plasmas with sufficiently large number densities of each species to attain a stationary quasineutral plasma. To this end, I present gyrokinetic flux-tube simulations of electron-positron plasmas in complex, and experimentally relevant, magnetic geometries on the road towards a study of gyrokinetic turbulence. The results of this work include: (1) the first simulations of electron- positron plasmas in a stellarator and ring-dipole geometry; (2) an analytic theory of trapped particle modes in electron-positron plasmas, a result which can also be verified numerically; and (3) extension of several important theoretical results in electron-positron plasmas to experimentally relevant geometries. The culmination of this project is the roadmap ahead towards demonstration of the so-called “inward pinch” effect in electron-positron plasmas in a magnetic Z-pinch.
Over thousands of years, peatlands around the world have accumulated carbon (C) stocks of global importance. Drainage for agriculture, forestry and peat extraction has transformed many peatlands from long-term sinks into strong sources of carbon dioxide (CO2). Peat extraction is worldwide responsible for about ten percent of drained peatlands and is mainly carried out in northern countries and Eastern Europe. In Belarus, 0.3 Mha of peatlands are drained for peat extraction, which is twelve percent of the country's peatland area. From 2006 to 2013, 21,333 ha of this area have been rewetted to protect these peatlands from fire and further degradation, reduce their greenhouse gas (GHG) emissions, turn them back into C sinks and promote biodiversity. A further 260,000 ha are no longer used for peat extraction and their rewetting would be a great benefit for nature conservation and climate protection.
Rewetting of abandoned peat extraction areas usually leads to inundation of large areas where not adapted plants die and new species establish, depending on water level and nutrient conditions. Beavers, of which there are many in Belarus, also play an important role in the rewetting of peatlands. They dam up ditches in drained and rewetted peatlands, thus contributing to water level increases and vegetation changes. The aim of this PhD thesis was to investigate the impact of inundation on vegetation and GHG emissions in formerly extracted fens in Belarus, to determine the role of water level in this process, and to study whether such fens develop back into C sinks with an almost neutral GHG balance within one or two decades after rewetting (Papers II and III). Also the potential of beaver activities for peatland restoration was assessed (Paper III).
Two very different fens, rewetted after peat extraction, were chosen as study areas. The first one, Giel'cykaŭ Kašyl, is a former flood mire and was rewetted with water from the Jasiel'da River in 1985. During the study period 2010–2012 this site was a shallow lake (~ 1 m deep) dominated by very productive, tall reed. Shallower areas along the edges had a partly floating vegetation cover of cattail (Typha latifolia, T. angustifolia) and sedges (Carex elata, C. vesicaria). The second fen, Barcianicha, is fed by groundwater. Rewetting from 1995 onwards resulted in water levels at or slightly above surface and a lower nutrient availability compared to Giel'cykaŭ Kašyl'. This was reflected in the establishment of mesotrophic communities of Eriophorum angustifolium and Carex rostrata. Phragmites australis stands, which were also dominant here, were shorter and less productive than in Giel'cykaŭ Kašyl'. The southern area of Barcianicha was not used for peat extraction and has not been rewetted. Until 2009 vegetation of this part was characterized by forbs (Urtica dioica) and wet meadows (Agrostis stolonifera). From autumn 2009, a beaver dam in the main drainage ditch caused flooding of these areas and led to diverging vegetation development depending on water levels.
Within the framework of this doctoral thesis annual fluxes of CO2, methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) and the development of water levels and vegetation were monitored for two years at nine sites and evaluated (Papers II and III). Three of the sites, respectively, were located (a) in Giel’cykaŭ Kašyl’, flooded in 1985, (b) in the central area of Barcianicha, which was rewetted in 1995, and (c) in the southern part of Barcianicha, which was flooded by beavers end of 2009. GHG measurements were carried out with manual chambers from August 2010 to September 2012. Annual net CO2 exchange rates (NEE) were modeled based on light response curves of gross primary production (GPP) and on temperature response curves of ecosystem respiration (Reco), which were determined every third to fourth week by alternating measurements with transparent (cooled) and opaque chambers (both with fan) along the daily amplitude of photosynthetically active radiation (PAR) and temperature. Annual CH4 emissions were calculated mainly based on the temperature response of CH4 fluxes over the course of the year, based on biweekly (in summer) to monthly (in winter) repeated single measurements with opaque chambers (without fan). This was done, although all longer rewetted sites were dominated by aerenchymatic plants whose gas transport during the vegetation period may change over the course of the day and can be influenced by shading. This might apply to the six longer rewetted sites, two of which were dominated by Phragmites australis, and the others by Typha latifolia, Carex elata, Carex rostrata or Eriophorum angustifolium. For these six sites therefore studies on the daily course of CH4 release and the influence of chamber shade were conducted, covering 8–24 hours and lasting at least from sunrise to afternoon. Also the extent to which flux rates were affected by a lack of chamber headspace mixing by fans was investigated in the mentioned studies (Papers I and II).
The daytime course of CH4 emissions showed a pronounced dynamic for Phragmites australis in both fens, with minimum release during the night and maximum during the day (Paper I). The other sites in contrast did not show a significant diurnal CH4 flux dynamic (Paper II). Lack of headspace mixing by fans as compared to chambers with fan resulted in a slight underestimation of CH4 emissions at very high chambers (220 and 250 cm), as used for Phragmites australis in Giel'cykaŭ Kašyl', while there was no difference at lower chambers (≤185 cm), as used for the other sites. Opaque chambers resulted for sites dominated by Typha latifolia and Carex elata in significantly (1.2 times and 1.1 times, respectively) lower CH4 fluxes compared to transparent chambers. For the other sites, opaque chambers did not significantly reduce CH4 emissions. This result was unexpected, especially for Phragmites australis, as PAR out of all parameters tested had the strongest influence on CH4 emissions from both reed sites, and clouds directly led to reduction of their emissions. Presumably the gas flow in the reed shoots located within opaque chambers was maintained by shoots outside the chamber that were connected to the enclosed shoots by rhizomes (Paper I). The investigations showed that single measurements between 9 a.m. and 6 p.m. with opaque chambers without fan, as performed for the determination of annual CH4 fluxes, resulted for Carex rostrata and Eriophorum angustifolium in estimates similar to the daily mean, but for Phragmites australis in estimates that were rather above the daily mean. Annual CH4 fluxes from Phragmites australis could therefore be slightly overestimated. CH4 fluxes from Typha latifolia and Carex elata during the vegetation period were corrected by a factor of 1.2, although darkness inside of opaque chambers matters only at day, not at night. Daily and annual CH4 fluxes from these sites have been therefore most likely slightly overestimated, too.
Water saturation and the establishment of adapted vegetation were the most important conditions for the restoration of C sinks (gaseous CO2 and CH4 fluxes) in the investigated peatlands. The only site with falling water levels in summer and thus temporarily aerated peat was the beaver flooded forbs (Urtica dioica) site at Barcianicha. This site was a very strong CO2 emitter and the only significant N2O source of the entire study (Paper III). All other sites were permanently wet, had much lower CO2 emissions or were even net C sinks (Papers II and III). Establishment of adapted vegetation depended on inundation depth and time since rewetting. For example, within one year the meadow site in Barcianicha shallowly flooded by beaver was colonized by Carex rostrata and other adapted helophytes and developed into a CO2 sink, while the deeper flooded site at the same meadow initially attracted only Chara and some individuals of Alisma plantago aquatica and remained a moderate CO2 source. However, the results of the longer rewetted sites show, that also deeply (~ 1 m) flooded fen areas can become densely populated with mire plants in the course of 25 years and develop into net C sinks. Highest annual C uptake in both fens was achieved by the reed sites. Eriophorum angustifolium and Carex rostrata in mesotrophic Barcianicha were smaller C sinks. Typha latifolia and Carex elata in the eutrophic Giel'cykaŭ Kašyl', on the other hand, released CO2, presumably because the high and fluctuating water levels imposed stress to the plants, and because the large supply of nutrients and dead plant material allowed for strong heterotrophic respiration (Paper II). The simultaneously high CH4 emissions made Typha latifolia and Carex elata major sources of GHG. CH4 emissions from Phragmites australis in Giel'cykaŭ Kašyl' were even higher, but due to extremely high CO2 uptake the site was only a small net GHG source. CH4 emissions in Barcianicha were much lower and comparable to undisturbed sedge fens. The difference between Giel'cykaŭ Kašyl' and Barcianicha was mainly due to the different nutrient supply and the related productivity of the plants. Important conclusions are that stable inundation is an appropriate measure for restoration of the C sink of formerly extracted fens, but nutrient input with water needs to be stopped or reduced in order to decrease CH4 production. If this is not possible, establishment of Phragmites australis and other strong C sinks could help to compensate for the climate impact of high CH4 emissions from eutrophic sites.
The effect of the beaver dam on the development of the southern part of Barcianicha depended not only on the initial situation but mainly on the water level. Under optimal conditions, it led to the rapid establishment of adapted mire plants, the restoration of a C sink and a significant reduction of GHG emissions. However, this situation in the shallowly flooded meadow was achieved by chance. In comparison to planned rewetting measures, which aim to raise the water level evenly over the entire peatland, beavers dam ditches in order to improve their immediate habitat, thus influencing water levels only up to a certain distance, but rarely over the entire peatland. Nevertheless, beaver activity is of high value both for mire conservation projects, where existing dams are supplemented by beaver dams, and for abandoned, drained peatlands, like former peat extraction areas in Belarus, many of which at least partially have been rewetted by beavers.
Twisted topological K-theory is a twisted version of topological K-theory in the sense of twisted generalized cohomology theories. It was pioneered by Donavan and Karoubi in 1970 where they used bundles of central simple graded algebras to model twists of K-theory. By the end of the last century physicists realised that D-brane charges in the field of string theory may be studied in terms of twisted K-theory. This rekindled interest in the topic lead to a wave of new models for the twists and new ways to realize the respective twisted K-theory groups. The state-of-the-art models today use bundles of projective unitary operators on separable Hilbert spaces as twists and K-groups are modeled by homotopy classes of sections of certain bundles of Fredholm operators. From a physics perspective these treatments are not optimal yet: they are intrinsically infinite-dimensional and these models do not immediately allow the inclusion of differential data like forms and connections.
In this thesis we introduce the 2-stack of k-algebra gerbes. Objects, 1-morphisms and 2-morphisms consist of finite-dimensional geometric data simultaneously generalizing bundle gerbes and bundles of central simple graded k-algebras for k either the field of real numbers or the field of complex numbers. We construct an explicit isomorphism from equivalence classes of k-algebra gerbes over a space X to the full set of twists of real K-theory and complex K-theory respectively. Further, we model relative twisted K-groups for compact spaces X and closed subspaces Y twisted by algebra gerbes. These groups are modeled directly in terms of 1-morphisms and 2-morphisms of algebra gerbes over X. We exhibit a relation to the K-groups introduced by Donavan and Karoubi and we translate their fundamental isomorphism -- an isomorphism relating K-groups over Thom spaces with K-groups twisted by Clifford algebra bundles -- to the new setting. With the help of this fundamental isomorphism we construct an explicit Thom isomorphism and explicit pushforward homomorphisms for smooth maps between compact manifolds, without requiring these maps to be K-oriented. Further -- in order to treat K-groups for non-torsion twists -- we implement a geometric cocycle model, inspired by a related geometric cycle model developed by Baum and Douglas for K-homology in 1982, and construct an assembly map for this model.
In agricultural grasslands, management practice highly determines reproductive success for ground-nesting bird species. The most effective conservation measure is the delay of first mowing dates until broods fledge or bird friendly mowing. Late mowing often implies economical losses for farmers and may increase land use abandonment, which will, in turn, cause habitat deterioration. Thus, grassland bird conservation involves the challenge to protect broods against land use and to promote an appropriate management to sustain habitat quality at the same time. Because of their late and extended breeding season Corncrakes Crex crex are in particular vulnerable to frequent mowing which increases nest destruction, chick mortality and habitat loss.
This thesis aims to gain knowledge on favourable habitat characteristics and brood protection in relation with grassland management to derive implications for the conservation of Corncrake breeding sites in floodplain meadows. Study area is the Lower Oder Valley National Park in northeastern Germany that holds a Corncrake population of 50 to 250 calling males. The study covered two study periods, before (1998-2000) and after (2012-2015) the implementation of new Corncrake conservation measures allowing inferences on the effects of different timing and intensity of mowing for brood protection and habitat conservation.
Breeding was only confirmed on meadows with high forb cover, low sedge cover, low litter heights and a close location to ditches. Radio-tracked females preferred areas with high cover of forbs (> 30%) and a distinct relief heterogeneity, which was associated with increased vegetation diversity. Vegetation characteristics on sites with day calling activity of males showed more similarity with breeding sites than with sites only used for nocturnal calling, supporting the assumption that diurnal calling indicates the occurrence of females. Favoured vegetation structure was best provided by mowing in the preceding year. Low-intensity grazing was less effective in reducing litter and sedge cover, especially when conducted late in the season. In the absence of management, meadows rapidly overgrow and dense litter accumulates from dead plant material in eutrophic floodplains, which increases walking resistance for Corncrakes and may impede prey accessibility. Plant species richness and forb cover declined after land use cessation. Male Corncrakes abandoned calling sites on meadows unmanaged for longer periods.
Besides the availability of suitable nesting sites, food supply and nest predation risk are also related to vegetation structure and may indirectly influence the habitat quality. Faecal samples of Corncrakes consisted mainly of beetles and their larvae, followed by snails, spiders and earthworms. Invertebrate biomass, sampled with pitfall-traps, was twice as high, the numbers of large ground beetles even five times higher on previously unmanaged than on managed meadows. Invertebrate abundance was highest in the first and second years after land use abandonment, but strongly decreased afterwards to a similar level like under annual management. Therefore, unmown refuge strips for Corncrake protection and alternating mowing also enhance invertebrate prey resources in floodplain meadows.
Mammals caused the majority of all observed artificial ground nest predations. Nest predation risk was higher on previously unmanaged than on managed sites. Unmanaged meadows probably attract mammalian predators, because they provide a more favourable vegetation structure for foraging and harbour high numbers of small rodents, increasing also the risk of incidental nest predations. These findings suggest that an annual removal of vegetation, if conducted late in the season to protect grassland birds may reduce predation risk of ground nests in the subsequent year.
Whereas during 1998-2000 half of the study area was managed by the end of July, land use was delayed on meadows occupied by Corncrakes until at least 15 July or 15 August during 2012-2015. On meadows mown between 15 July and 15 August refuge strips were applied. The majority of Corncrake broods were started in the second half of May and mowing postponement until 15 August allows 80% of chicks to fledge without disturbance in the study area. In 65% of broods chicks reach independence (> 14 days old) until 15 July and can be protected by Corncrake friendly mowing because then they are large enough to successfully escape during mowing. Both adults and chicks survived in 10 m wide refuge strips. Because most birds tried to leave the unmown block for the first time when it was up to 30 m wide and only 15 to 30 m wide strips served as temporary habitat for unfledged chicks from mowing to departure, 10 m should be considered as the absolute minimum width for refuge strips.
The strong reduction of land use especially during July should have allowed more chicks to survive until fledging in 2012-2015 than 1998-2000. Besides the protection of nests and higher chick survival, the decline of mowing intensity increased the extent of habitat available for second breeding attempts. In 2012-2015, broods were initiated until late July in the study area. Male Corncrakes showed continuous arrival and departure during the breeding season. Similar departure rates were estimated by a multi-state occupancy model and for radio-tracked males in the same study area and periods, which both left their home ranges spontaneous and due to the impact of mowing. Compared to 1998-2000, total departure of males during June and July was reduced by 50% in 2012-2015, when more calling sites were protected from mowing. Although male Corncrakes show high intra-seasonal dispersal due to their sequential polygamous breeding system, postponed land use should have increased mating opportunities and re-nesting at first breeding sites.
Therefore, future directions of Corncrake conservation in eutrophic floodplains should address the increase of annual late mowing to protect broods and maintain favourable habitat conditions by creating a more flexible mowing regime adjusted to actual occurrence of Corncrakes. This requires expert advice to farmers based on an intense monitoring of calling Corncrakes. Repeated nocturnal surveys during May and June are highly recommended because low detection probability in combination with constant departure substantially underestimated the number of males present. Additionally, diurnal calling activity could improve the identification of breeding sites and timing could be used to estimate chick age in July to select sites for Corncrake friendly mowing. Because currently late mowing dates are unattractive for farmers conservation actions should along with financial compensations for mowing after 15 August promote the utilization of late-cut grass with poor nutrient quality for combustion. Energy production could provide an alternative income for farmers operating in conservation areas with delayed land use dates and will increase their acceptance of Corncrake protection measures.
Polysaccharide is a major constituent of the total organic carbon that is generated by photosynthetic eukaryotes. In the marine realm, where approximately half of annual global carbon fixation occurs, algae can produce large amounts of polysaccharide during bloom events. Phytoplankton blooms are frequently seasonal phenomena, and spring blooms in particular have been a focus of study as they are predictable in space and time. This makes them much more amenable model systems in which to explore the processes that occur as organic carbon is recycled.
It is assumed that the bulk of the polysaccharides algae produce serve one of two primary functions - namely acting as an energy storage molecule, or they serve as structural polymers in the cell walls. Other polysaccharides may also have protective functions as exudates. Regardless of function in algae, the polysaccharides are a valuable energy source for heterotrophic bacteria. The combination of abundance and predictable or semi-predictable structure of the polysaccharides has led to proliferation of variations on a particular sequestration and degradation strategy among the Bacteroidetes and Gammaproteobacteria that is frequently characterised as being ‘selfish’. The strategy is based on uptake of poly- and especially oligosaccharides into the periplasm via the use of TonB-dependent transporters. Once in the periplasmic space, oligomers can be further degraded to monomers that can then be transported into the cytosol. This mechanism is beneficial to the cell as it needn’t then lose the nutritive benefit of the polysaccharide to other cells, which may or may not have manufactured their own degradative carbohydrate active enzymes (CAZymes).
The research articles that make up this thesis are thus based around attempts to find and elucidate the polysaccharide preferences of heterotrophic bacteria that become abundant following phytoplankton blooms.The first article is a study into the abundance of TonB-dependent transporter proteins in metaproteomes and metagenomes across a single spring phytoplankton bloom at the long term research station at Helgoland. This investigation identifies transporters for laminarin and alpha-glucans, the two most abundant glucose-based storage polysaccharides, are the most abundant predicted polysaccharide transporting TonB-dependent transporters during the bloom. However, as the bloom progressed, and particularly following a doubling of bacterial cell numbers, the proportion of predicted polysaccharide transporters dedicated to laminarin and alpha-glucan transport declined relative to transporters for less readily degraded mannose-, xylose-, and fucose-containing polysaccharides. The inference is that this change is an active response to the availability of the different polysaccharides, or their relative attractiveness as growth substrates during the period.
The second article is an in-depth look at one of the most abundant Bacteroidetes clades, which was previously unnamed, and has not to date been cultivated. The most abundant species in this clade grows rapidly and often peaks earlier than other heterotrophic clades. It was found to be limited in predicted polysaccharide consumption capability, having only PULs for predicted laminarin degradation. It is also detectable in many locations at higher latitudes where phytoplankton blooms are expected to occur, indicating this is a globally successful consumer of algal organic matter, and may have an outsize significance for global laminarin degradation given its high abundance.
The third article is a more holistic study of phytoplankton bloom associated Gammaproteobacteria, which have otherwise been rather ignored compared to the Bacteroidetes. Gammaproteobacteria overlap with Bacteroidetes to some extent in being clear consumers of laminarin, but fewer of them are clearly capable of consuming the more complex cell-wall derived polysaccharides. Some may, however, be producers of alginate, an otherwise mysteriously popular polysaccharide with Bacteroidetes, given that it is not known to be produced by bloom forming microalgae.
The fourth article then goes into detail on the PUL content of Bacteroidetes, based on metagenomic data. It finds five substrates, alpha- and beta-glucans, xylose and mannose rich polysaccharides, and alginate, are the most frequent predicted polysaccharide substrates for Bacteroidetes PULs among populations responding to the Helgoland spring blooms.
This thesis thus summarises multiple metagenomic and metaproteomic investigations into the polysaccharide consumption capabilities of marine heterotrophic bacteria. These bacteria have a profound impact on the overall carbon cycle in coastal regions, and are critical for understanding how changes in atmospheric carbon concentrations impact carbon turnover and storage in the world's oceans.
Bats spend half of their life at roosting sites. Hence, exploring for potential roosts is an essential task for their survival, especially for those species which switch roosts regularly, such as several temperate bat species. However, localizing new roosts is a difficult task due to bats’ sensory limitations (e.g., vision, echolocation range). To compensate such constrains, it has been hypothesized that bats rely on cognitive processes like associative learning, spatial memory, social information use and memory retention for an efficient roost localization. However, no previous study has assessed these cognitive skills under natural conditions.
The aim of my thesis was to assess how individually RFID-marked, free-ranging bats use different cognitive processes when localizing suitable day roosts. For this purpose, I used a pairwise roost-quality (suitable vs. unsuitable) choice experiment with automatic monitoring and assessed bats’ cognitive processes according to different cues available. Cues were echo-reflective (spectral signature of boxes), spatial (position of the box within the experimental pair) and social (presence of conspecific at roosts), each one linked to a different cognitive process.
I found that Bechstein’s bats (Myotis bechsteinii) used associative learning to discriminate between suitable and unsuitable newly placed boxes according to their echo-reflective cues. However, when individuals returned to known suitable roosts, they relied more on spatial memory to localize them. This was evidenced by the higher proportion of visits to the unsuitable boxes after swapping box positions within the same experimental pairs. When social cues were available, bats discovered a higher number of suitable roosts and re-localized previously occupied roosts more accurately. Taken together, Bechstein’s bats used multiple cognitive processes and prioritized one process over another depending on the relevance of the cues and search context.
Memory retention of the learned association was analyzed one year later, after the bats had returned to their breeding sites from their hibernacula. I found no evidence that individuals remembered the association between roosts’ suitability and their respective echo-reflective cue. The lack of memory retention could be attributed to hibernation or the duration of the period that the bats spent away from their summer habitat without the opportunity to reinforce the association contingencies. Nevertheless, bats quickly relearned the same association in a short period of time. This emphasizes the high behavioral flexibility of the bats.
Given the ability of Bechstein’s bats to quickly learn to discriminate roosts based on their external echo-reflective cue via associative learning, I investigated whether the use of echo-reflective cues improves box detectability and further occupancy. This was also assessed in free-ranging Natterer’s (Myotis nattereri) bats and the brown long-eared bats (Plecotus auritus). I found that the use of echo-reflective cues did not improve the detectability and occupancy of newly placed boxes despite the previous experience of the colonies with such cues. There were differences among species in the number of discovered boxes, visits and roosting days. These differences could be related to the species-specific explorative behavior and roost-switching behavior. Box supplementations programs aimed to conserve or relocate bat colonies should consider these behaviors to increase their likelihood of success even when bat colonies are used to roosting in artificial shelters.
My research underlined the importance of evaluating multiple cues under natural conditions to understand how natural selection has shaped the cognitive process used for localizing resources. Cognitive field studies are logistically challenging given the number of factors to control. However, automatic monitoring techniques like the one used in this study give the possibility to deepen the understanding of the cognitive ecology of animals. I finally discuss two venues of further research to understand the spread of information within colony members about novel roosts and the recruitment dynamic to novel roosts.
Die präoperative Differenzierung zwischen Leiomyosarkomen (LMS) und Leiomyomen (LM) hat sich durch die Einführung eines LMS-Scores vereinfacht. Dennoch wird gegenwärtig ein hoher LMS-Anteil fälschlicherweise unter der Diagnose LM inadäquat operiert, wodurch sich die Prognose der betroffenen Patientinnen verschlechtert.
Das Ziel der Dissertation war die Analyse der Eignung verschiedener Laborparameter (Lactatdehydrogenase (LDH), Thrombozyten, Neutrophile Granulozyten/Lymphozyten-Ratio (NLR), Lymphozyten/Monozyten-Ratio (LMR), Thrombozyten/Lymphozyten-Ratio (TLR), kumulativer Wert (LDH + TLR + (NLR * 100) für die Differenzierung von LMS und LM bzw. als Prognoseparameter. Dazu wurden die präoperativen Daten von 65 LMS-Patientinnen des Deutsches klinisches Kompetenzzentrum für genitale Sarkome und Mischtumoren (DKSM) (2008–2018) retrospektiv ausgewertet und mit den Daten von LM-Patientinnen, die ebenfalls am DKSM erhoben worden waren, verglichen.
Bei LMS-Patientinnen lag der LDH-Wert im Mittel bei 378,55 U/l: 56,3 % wiesen erhöhte LDH-Werte ≥ 250 U/l und 43,7 % > 300 U/l auf. LDH-Werte ≥ 250 U/l waren tendenziell mit einem schlechteren Überleben verbunden. Die LDH-Werte der LMS- und LM-Patientinnen waren signifikant verschieden. Eine LDH ≥ 270 U/l wies mit einer Spezifität von 96 % und einer Sensitivität von 54 % auf das Vorliegen eines LMS hin. LMS-Patienten (Mittelwert: 335,53 Tsd./µl) zeigten signifikant höhere Thrombozyten-Zahlen als LM-Patientinnen. Werte > 400 tsd./µl waren tendenziell mit einem schlechteren Überleben verbunden. LMS-Patientinnen (Mittelwert: 4,05) zeigten signifikant höhere NLR-Werte als LM-Patientinnen. NLR-Werte > 3 waren mit einem verkürzten Überleben assoziiert und traten bei LMS-Patientinnen signifikant häufiger auf als bei LM-Patientinnen. Laut den vorliegenden Daten ist der in der Literatur angegebene NLR-cut-off-Wert von ≥ 2,1 auf > 4 (Sensitivität 30,8 %, Spezifität 96 %) zu erhöhen. Der mittlere LMR-Wert von LSM-Patientinnen (2,86) unterschied sich signifikant von dem LMR-Wert der LM-Patientinnen. Das Gleiche galt für den TLR mit einem Mittelwert von 225,85 bei LMS-Patientinnen. Ein TLR-cut-off-Wert von 270 war in der Lage zwischen einem LMS und LM zu diskriminieren (Spezifität: 95 %, Sensitivität: 39 %) Ein cut-off-Wert der kumulativen Laborbefunde (LDH + TLR + (NLR * 100)) von 950 unterschied mit einer Spezifität von 97 % und einer Sensitivität von 50 % zwischen einem LMS und LM.
Damit belegt die vorliegende Studie, dass eine präoperative Laborwerte-Diagnostik in Zusammenschau mit den Sarkom-Risiko-Scores der Promotions- und Forschungsgruppe genitale Sarkome (PFGS) die Unterscheidung zwischen LMS und LM verbessert.
Die Gruppe der solute carrier (SLC) Transportproteine hat 396 Mitglieder unterteilt in 53 Familien. Die Familie SLC35 fasst die Nukleosidzucker-Transporter zusammen. Einer der Mitglieder ist SLC35F1. Die Funktion von SLC35F1 ist bislang unbekannt, jedoch konnte gezeigt werden, dass SLC35F1 mRNA im Gehirn und der Niere stark exprimiert wird.
Das Ziel dieser Arbeit war es, die Lokalisation und Funktion von SLC35F1 im murinen Gehirn genauer zu charakterisieren. Hierfür wurden an Schnitten muriner Gehirne Immunfluoreszenzfärbungen durchgeführt. Im Anschluss erfolgte eine quantitative Analyse des Verteilungsmusters in verschiedenen Hirnarealen. Weiterhin sollte die subzelluläre Lokalisation von SLC35F1 geklärt werden. Hierfür wurden die Glioblastomazellen der Reihe U251-MG genutzt. Diese wurden mit einem t-grün-fluoreszierenden Protein (GFP) gekoppelten SLC35F1 Plasmid transfiziert. Mit den transfizierten Zellen wurden Lokalisationsstudien sowie in vivo Beobachtungen durchgeführt.
Diese Arbeit konnte zeigen, dass es sich bei SLC35F1 um ein neuronenspezifisches Protein handelt. Es wird im ZNS ubiquitär exprimiert. Auf subzellulärer Ebene scheint SLC35F1 im Gegensatz zu den meisten Nukleosidzucker-Transportern nicht im ER oder Golgi-Apparat vorzukommen. Stattdessen scheint SLC35F1 mit dem recycling Endosomenmarker Rab11 assoziiert zu sein. In diesem Kontext kann spekuliert werden, dass SLC35F1, vermittelt über Rab11, an verschiedenen Prozessen, die die neuronale Plastizität und die Bildung von LTP und dendritischen Dornen beeinflussen, beteiligt ist. Auch erscheint ein Einfluss auf die neuronale Entwicklung und die Entwicklung von Störungen wie der pädiatrischen Epilepsie möglich. Die genaue Funktion von SLC35F1 bleibt jedoch weiterhin ungeklärt.
Der Einfluss von kaltem Atmosphärendruckplasma auf die Melaninsynthese in humanen Melanozyten
(2020)
Das zur Behandlung von chronischen Wunden zugelassene Plasmagerät kINPen®MED wurde in der vorliegenden Arbeit hinsichtlich eines möglichen Effektes auf die Pigmentierung der Haut in vitro untersucht. Dazu wurden zunächst Untersuchungen an Melanomzellen durchgeführt. Verschieden stark pigmentierte Melanomzelllinien wurden einer indirekten Plasmabehandlung ausgesetzt, das heißt mit plasmabehandeltem Zellkulturmedium inkubiert, und der Melaningehalt wurde vor und nach der Behandlung durch eine UVspektroskopische Analyse evaluiert. Im Vergleich zu den unbehandelten Zellen war der Melaningehalt aller getesteten Melanomzelllinien erhöht. Auch im Vergleich zu Zellen, die mit den Positivkontrollen IBMX beziehungsweise NH4Cl / Tyrosin behandelt wurden, zeigte sich ein verstärkter Effekt der Plasmabehandlung auf die Pigmentierung der Melanomzellen. Da Melanomzellen nicht in erster Linie das Ziel von therapeutisch indizierten Beinflussungen der Pigmentierung sind, wurde im nächsten Schritt die Bestimmung des Melaningehaltes von primären Melanozyten nach in vitro-Plasmabehandlung durchgeführt. Dazu wurde zunächst die Methode zur relativen Melaninquantifizierung grundlegend überarbeitet. Es wurden zwei verschiedene Methoden zur verbesserten Melaninanalytik entwickelt, die hinsichtlich der benötigten Probenmenge im Vergleich mit der UV- spektroskopischen Melaningehaltsbestimmung im Melanomzellmodell eine höhere Sensitivität aufweisen. Die erste Methode basiert, wie in der Literatur beschrieben, auf der Oxidation des Melanins in alkalischer Lösung durch Wasserstoffperoxid und anschließender Analyse der melaninspezifischen Abbauprodukte. Die bestehende Methode wurde um eine massenspektrometrische Detektion der Abbauprodukte erweitert, was eine Reduktion der benötigten Probenmenge um den Faktor 10 ermöglichte bei Erhalt der Differenzierungsmöglichkeit zwischen Eumelanin und Phäomelanin. Die Analyse von primären Melanozyten nach indirekter Plasmabehandlung im Vergleich mit unbehandelten
Melanozyten ergab eine geringe Steigerung des Eumelaningehaltes in Melanozyten eines stark pigmentierten Spenders, der Phäomelaningehalt blieb unverändert. Der als
Positivkontrolle verwendete cAMP-Abbau-Inhibitor IBMX erhöhte sowohl den Eu- als auch den Phäomelaningehalt. Die zweite Methode zur Bestimmung des relativen Melaningehaltes beruht auf der Autofluoreszenz des Melanins, die bei einer Anregungswellenlänge von 785 nm im NIRBereich zu beobachten ist. Unter Verwendung der Durchflusszytometrie konnte eine Einzelzellanalyse der primären Melanozyten hinsichtlich ihrer Autofluoreszenzintensität durchgeführt werden. Dabei korrelierten die erzielten Ergebnisse der relativen Intensitätsänderung mit denen der massenspektrometrischen Quantifizierung der Melaninabbauprodukte. Gegenüber der unbehandelten Kontrolle war der Melaningehalt nach indirekter Plasmabehandlung geringfügig gesteigert. Nach Behandlung der Zellen mit IBMX als pharmakologischer Positivkontrolle sowie infolge einer Behandlung mit direkter UVStrahlung als physikochemischer Positivkontrolle war jedoch ein stärkerer Effekt auf die Steigerung der Melaninproduktion als bei der indirekten Plasmabehandlung zu beobachten. Die in vitro erhaltenen Ergebnisse konnten auf ein komplexeres Modell übertragen werden, indem eine direkte Plasmabehandlung von Hautproben ex vivo durchgeführt wurde. Außerdem wurde auf diese Weise ein Vergleich zwischen direkter Plasmabehandlung und UVStrahlung neben der unbehandelten Kontrolle möglich. Dazu wurden aus den Hautproben nach Behandlung und anschließender Inkubationszeit Kryoschnitte angefertigt. Um das enthaltene Melanin sichtbar zu machen, wurden die Schnitte einer Silbernitratfärbung unterzogen. Die an einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop aufgenommenen Bilder wurden anschließend mit Hilfe zweier Softwares ausgewertet und die Ergebnisse verglichen. Insgesamt lässt sich trotz starker Schwankung der Ergebnisse beobachten, dass eine wiederholte direkte Plasmabehandlung eine Steigerung der Pigmentierung bewirkt, wenn auch in schwächerem Ausmaß, als dies nach UV-Bestrahlung zu beobachten ist. Insgesamt konnte durch Analyse des Melaningehaltes mit grundlegend unterschiedlichen Methoden wiederholt beobachtet werden, dass eine Plasmabehandlung einen geringen Effekt auf die Pigmentierung humaner Melanozyten ausübt. Dieser Effekt ist bei Behandlungszeiten, wie sie für den kINPen®MED zur Wundbehandlung empfohlen sind, im Vergleich zu einer UVBestrahlung beziehungsweise im Vergleich mit einer pharmakologischen Induktion der Melanogenese deutlich niedriger. Eine Intensivierung der Pigmentierung im Rahmen einer Wundbehandlung ist demnach nicht zu erwarten. Nichtsdestotrotz übt die Plasmabehandlung einen, wenn auch geringen, Effekt auf die Melaninproduktion in der humanen Haut aus. Um etwaige beteilige Enzyme an der gesteigerten Melaninproduktion zu erkennen, wurden Genexpressionsanalysen durchgeführt. Durch die Untersuchung der differenziellen Expression mittels Microarray konnte für 287 annotierte Gene eine Änderungen der Expression festgestellt werden, davon konnten 2 Gene identifiziert werden, für die ein Zusammenhang mit der Pigmentierung beschrieben ist. Veränderte Expressionslevel der hauptsächlich an der Melaninsynthese beteiligten Enzyme wurden durch die Plasmabehandlung der Melanozyten nicht detektiert. Die Untersuchung einiger ausgewählter, an der Melanogenese beteiligter Enzyme mittels qPCR führte zum selben Ergebnis: durch die getesteten Parameter der indirekten Plasmabehandlung wurden keine biologisch relevanten Änderungen des Transkriptionslevels hervorgerufen. In der vorliegenden Arbeit wurde umfassend gezeigt, dass das Medizinprodukt kINPen®MED in den durchgeführten in vitro Tests einen vergleichsweise geringen Effekt auf die Pigmentierung ausübt, der den Positivkontrollen unterlegen ist. Diese Ergebnisse zeigen, dass der kINPen®MED keinen geeigneten Modulator der Pigmentierung darstellt. Gleichzeitig unterstreichen die Resultate die Unbedenklichkeit der sachgemäßen Anwendung des kINPen®MED an der humanen Haut hinsichtlich etwaiger Melanin-bedingter Veränderungen. Es ist weder eine sichtbare Verstärkung der Pigmentierung noch eine Depigmentierung zu erwarten. Zudem wurde durch die Weiterentwicklung der Methodik im Bereich der Melaninanalytik ein Beitrag zur zukünftigen Testung von Pigmentierungsmodulatoren in Zellkulturmodellen geleistet.
Die Diagnostik des Diabetes mellitus erfolgt mit Hilfe festgelegter diagnostischer Grenzwerte für bestimmte Biomarker, z.B. für die Plasmaglukosekonzentration. Die DDG empfiehlt in ihrer Praxisempfehlung zur Definition, Klassifizierung und Diagnose von Diabetes mellitus, die Impräzision der Plasmaglukosekonzentrationsbestimmung mit Hilfe der Minimal Difference (MD) anzugeben. Sie leitet sich von der SD ab und beschreibt die kleinste Differenz zwischen zwei Messwerten, die erforderlich ist, um diese als voneinander verschieden zu bezeichnen. Die MD der Glukosekonzentrationsbestimmung soll 0.7 mmol/L bei einer Konzentration von 7.0 mmol/L nicht überschreiten, wenn das Ergebnis für die Diagnose des DM eingesetzt wird. Um verlässliche MD-Werte zu erhalten, wurden in der vorliegenden Studie zwei Ansätze verfolgt:
1. Langzeitauswertung von QK-Daten aus der Krankenversorgung über zehn Jahre Zeitraum Januar 2009 bis Dezember 2018 sowie
2. Kurzzeitauswertung mittels intensiviertem Schema, mit stündlichen Messungen von QK-Material über eine Woche im September 2012.
Die MD der für die Diagnose von DM relevanten Glukosekonzentration wurde in beiden Ansätzen berechnet und verglichen. Die Impräzision der Langzeitauswertung, ausgedrückt als MDcut-off 7.0, betrug 0.44 mmol/L und lag daher deutlich unter dem empfohlenen Grenzwert von 0.7 mmol/L. Stündliche Messungen über einen Zeitraum von einer Woche bestätigen diese Ergebnisse und veranschaulichen das MD-Konzept. Die von QK gemessene Impräzision ist über viele Jahre bemerkenswert stabil. Die derzeitige Impräzionsbewertung konzentriert sich auf einzelne Instrumente, wohingegen klinisch tätige Ärzte die kombinierte analytische Leistung aller Instrumente, die für eine bestimmten Messgröße in einem Labor verwendet werden, beurteilen. Aus diesem Grund wäre zu empfehlen, den MDcut-off aus allen Instrumenten und Kontrollzyklen abzuleiten, die für die Verwendung der Patientenversorgung in einem bestimmten medizinischen Labor herangezogen werden. Hier lagen nach ungefähr 30 unabhängigen Kontrollzyklen, bzw. einem Jahr, stabile Ergebnisse für MDcut-off 7.0 vor. Die Einrichtung einer kontinuierlichen Überwachung der MDcut-off kann die traditionelle Qualitätssicherung ergänzen.
Die Studien untersuchten einen Zusammenhang zwischen mehreren Nebenerkrankungen, mikrovaskulärer Gefäß- und Lymphgefäßinvasion und der Progression vom Nierenzellkarzinom. Auch wenn es mehrere Gründe gäbe, wieso diese Nebenerkrankungen mit der Prognose des NZK in Verbindung stehen könnte, konnte unsere Studie diese nicht belegen.
In der anderen Studie wurde gezeigt, dass sich MVI in einer relativ hohen Prozentzahl der NZK nachweisen lässt. Der Status der MVI und LVI ist für die klinische Arbeit wichtig, da wir in unserer Studie zeigen konnten, dass beide Parameter zu den wichtigsten prognostischen Markern für Metastasierung und Überleben gehören. Sie könnten in Zukunft genutzt werden, um die Prognose des NZK besser abzuschätzen oder um Patienten in Adjuvans-Studien zu selektieren.
Bruxismus wird in SB und WB unterteilt und sind als verschiedene Entitäten zu betrachten. Die Ätiologie von SB ist noch nicht vollständig bekannt, als gesichert gilt, dass es ein multifaktorielles Geschehen ist. Die Behandlung der Patienten in der zahnärztlichen Praxis ist vielfältig, meist jedoch symptomatisch ausgerichtet. Am häufigsten wird eine Art der Aufbissschienen in der Therapie verwendet. CES und die Vorgängerversionen des in der vorliegenden Studie verwendeten GrindCare 4 zeigten sich erfolgreich in der Therapie von Bruxismus. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Effektivität der Biofeedbacktherapie des neu auf dem Markt erschienen GrindCare 4 an einem Patientenkollektiv in der zahnärztlichen Praxis zu beurteilen.
In der vorliegenden Therapieverlaufsstudie wurden 23 Patienten untersucht. Die Probanden stammten sowohl aus Angehörigen des ZZMK als auch aus Patienten die mit dem Wunsch der Behandlung von Bruxismussymptomen in das ZZMK kamen und zur Teilnahme an der klinischen Untersuchung eingeladen wurden. 13 Probanden (männlich/weiblich (m/w) = 4/9; Mittelwert (MW) = 35,0 Jahr) durchliefen die Studie im 21-tägigen Studienprotokoll. Ebenfalls 13 Probanden wurden zur 42-tägigen Studie eingeladen, zehn (m/w= 2/8; MW = 36,7 Jahre) konnten diese erfolgreich abschließen.
Der Untersuchungsteil dieser Studie unterteilt sich in drei Abschnitte:
Im ersten Abschnitt wurde ein anamnestischer Befund sowie ein detaillierter Funktionsbefund nach den Richtlinien RDC/TMD erhoben. Zudem wurde ein Befund nach dem Bruxismus- Status nach Lange und Bernhardt angefertigt. Die Patienten wurden aufgeklärt und das GrindCare- Gerät wurde mit Anweisungen bezüglich der Anwendung an den Patienten ausgehändigt. Das Studienprotokoll sah eine Messung der Häufigkeit der Muskelkontraktionen mittels GrindCare vor. Die Messung dauerte vier Nächte im 21-tägigen Protokoll und sieben Nächte im 42-tägigen Protokoll an. Der zweite Abschnitt, der eine Therapie mit GrindCare mit Biofeedback umfasst, begann nach dieser Messphase. Die Therapie wurde je nach Studienprotokoll zwei bzw. vier Wochen durchgeführt. Im letzten Abschnitt nach der Therapie wurde mit Hilfe von GrindCare weitere drei bzw. sieben Nächte die Häufigkeit der Muskelkontraktionen gemessen und ausgewertet. Darauf folgte eine zweite klinische Untersuchung mittels klinischer Funktionsanalyse.
Die Auswertung der Daten erfolgte mittels nicht parametrischer Tests.
In der Anwendung des Gerätes kam es vermehrt zu Schwierigkeiten in der Anwendung. Vor allem kam es zum vorzeitigen Ablösen der Gelpads. Es zeigte sich keine signifikante Veränderung der EMG-Ereignisse im Studienteil der zweiwöchigen Therapiephase. Eine signifikante Verringerung der EMG-Ereignisse konnte erst nach längerer Biofeedbacktherapie im 42-tägigen Studienteil gezeigt werden. Die Werte konnten in der vierten Woche Biofeedback um 40% und in der abschließenden Messphase um 32% gegenüber der ersten Messphase reduziert werden. Die Anzahl der druckdolenten Palpationsstellen sank in beiden Studienteilen signifikant (21-tägiger Studienabschnitt p=0,010; 42-tägiger Studienabschnitt p=0,035). Der durch die Probanden berichtete myofasziale Schmerz und die Einschränkung ihrer Leistungsfähigkeit, sowie die Jaw Disability konnte in der vorliegenden Studie nicht signifikant vermindert werden.
Die EMG-Ereignisse scheinen nur nach längerer Therapie mittels Biofeedback abzunehmen, eine zweiwöchige Interventionsphase ist nicht ausreichend. Die in der abschließenden Messphase weiterhin bestehende Reduktion der EMG-Werte bei vierwöchiger Therapie deutet auf einen möglichen Lerneffekt hin. Eine Verringerung der Bruxismussymptome ist nicht gesichert. Nur die Anzahl der druckdolenten Palpationsstellen konnte signifikant reduziert werden.
Der Hersteller hat das Studiengerät zur Überarbeitung unter anderem aufgrund der vorliegenden Ergebnisse zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vom Markt genommen. Weitere Studien mit einer größeren Kohorte und einer Kontrollgruppe sind notwendig, um die Ergebnisse zu sichern. Eine längere Therapiedauer und ein ausgedehntes Follow-up könnten sinnvoll sein.
Die initiale Integration von Implantaten ist von hoher Bedeutung für die spätere Stabilität und
Standzeit von beispielsweise Endoprothesen im Körper. Mit Hinblick auf die steigende Zahl
von Patienten, die ein Implantat benötigen, ist es von großer Bedeutung unterschiedliche
Implantatmaterialien und Oberflächenmodifizierungen bezüglich ihrer Eigenschaften und
Interaktionen mit dem Implantatlager zu untersuchen, um diese verbessern zu können.
Ziel der vorgestellten Arbeit war die Entwicklung und Etablierung eines Screeningmodells zur
Analyse der Auswirkung von verschiedenen Metallimplantaten auf die Mikrozirkulation in
unmittelbarer Nähe des Implantats.
Dazu wurde ein neues in vivo Modell an der Chorioallantoismembran des Hühnerembryos
entwickelt, angewendet und etabliert. Dieses stellt eine Modifikation des seit Jahrzehnten
etablierten HET-CAM (Hühnereitest an der Chorioallantoismembran) dar und ermöglicht
quantitative und qualitative intravitalmikroskopische Aussagen über die Funktionelle
Gefäßdichte (FGD) und die Leukozyten-Endothel-Interaktion (LEI).
Zunächst wurden im Zuge der Modellanwendung Nickel- und Titan-Implantate verglichen, um
die mögliche Reaktionsbreite des Modells zu untersuchen. Es folgte eine Etablierung des
Modells, indem die Oberfläche der Implantate kurz vor der Applikation mit kaltem
Atmosphärendruckplasma (CAP) behandelt wurde. Die intravitalmikroskopische
Untersuchung erfolgte jeweils 24 h nach Applikation.
Die Chorioallantoismembran der mit Nickel-Implantaten behandelten Hühnerembryonen
zeigte im Vergleich zur Titan- und der internen Kontrollgruppe eine signifikante Reduktion der
FGD sowie eine signifikante Erhöhung der LEI gegenüber der Kontrollgruppe. Durch
Vorbehandlung der Nickel-Implantate mit CAP konnte der Negativeffekt auf das Gefäßsystem
signifikant reduziert werden. Für Titanimplantate konnte mit Hinblick auf die FGD kein
zusätzlicher Effekt nach der Behandlung mit CAP detektiert werden.
Die vorgestellte Arbeit zeigt, dass sich das neue Modell als Screeningmodell dazu eignet, neue
Implantatmaterialien und Oberflächenmodifikationen an der Schwelle zwischen in vitro
Zellkultur und in vivo Tiermodellen zu untersuchen. Somit könnte es dabei helfen,
Tierversuche gezielter einzusetzen. Vorteile und Einschränkungen des Modells werden
diskutiert.
Abstract
In this work we investigated immunological mechanisms involved in the onset of PE, a multifactorial pregnancy related disease of global importance. The clinical symptoms range from de novo hypertension, renal and hepatic damage, to IUGR and convulsions (eclampsia). An imbalance between vasospastic and vasodilatory mediators, leading to generalized endothelial dysfunction, is most probable responsible for the onset of the disorder. Autoimmune reactions provoked by the semi-allogen fetus have also been postulated as a possible cause. Preterm delivery is the only curative therapie available.
Our focus was on a subset of B lymphocytes, the CD19+ CD5+ B1-a B cells. These cells belong to the innate immune system and produce natural polyreactive (and possibly autoreactive) antibodies such as AT1-AA but also different cytokines. In the context of PE it has been reported that B1-a B cells in the peripheral blood are augmented. Female sex hormones, pregnancy associated hCG and its isoform h-HCG modulate the immune functions in pregnancy and thus may be involved in the development of PE. Cytokine production patterns of B1-a B cells and the impact of female sex hormones were analyzed.
For our experiments an established mouse model for immunological pregnancy loss (CBA/J x DBA/2J model) was used. Aditionally, isolated human peripheral blood B1-a B cells were used.
In the mouse model we could demonstrate that in vivo transferred B1-a B cells induced deposits in the mothers’ kidneys, correlating with renal damage. Secretion patterns of the cytokines IL10, IFN-γ, TNF-α and IL17 in disturbed pregnancies were altered as measured by FACS or MBAA respectively. Our data revealed an increased expression of anti-inflammatory IL10 in normal pregnant mice.
The activation levels of human and murine B1-a B cells (as recorded by CD69 and CD86 expression) were influenced by female sex hormones in a dose-dependent manner. In humans, recombinant h-HCG had a strong capacity to activate B1-a B cells. PG exerted a comparable effect on murine B1-a B cells.
We provide further evidence for a possible autoimmune component in the pathogenesis of PE. B1-a B cell involvement might include AA secretion as well as cytokine production. H-HCG emerges as a potentially important factor for human B1-a B cell activation in vitro.
Trotz zahlreicher Fortschritte in der Reproduktionsmedizin bleibt die ungewollte Kinderlosigkeit weiterhin ein nur teilweise verstandenes und behandelbares Problem. Unter habituellen Aborten, also drei oder mehr Fehlgeburten in Folge, leiden weltweit
etwa 1% aller Paare. In der Behandlung ungewollter Kinderlosigkeit auch unbekannter Ursache nehmen Heparine mittlerweile eine wichtige Rolle ein, auch wenn die Wirkungsweise zur Verbesserung des Schwangerschaftserfolgs oder der Verhinderung von Schwangerschaftskomplikationen nicht endgültig geklärt ist. Wichtige Aspekte sind dabei nicht nur die antikoagulativen Eigenschaften dieser Medikamente, sondern auch immunmodulatorische Effekte, welche in dieser Arbeit anknüpfend an andere Arbeiten unserer Arbeitsgruppe weiter untersucht wurden. Das Immunsystem spielt eine herausragende Rolle bei Entstehung und Erhalt von Schwangerschaft.
Es ist bekannt, dass sich während der Schwangerschaft das Gleichgewicht zwischen TH1- und TH2-Zytokinen in Richtung der TH2-Zytokine verschiebt, wodurch die für den Feten potenziell schädlichen Effekte durch die TH1-Immunantwort abgeschwächt werden. Bei Frauen mit ungewollter Kinderlosigkeit scheint das Verhältnis wiederum in Richtung der TH1-Zytokine verschoben zu sein. Eine Einflussnahme auf diese Zytokinverschiebung könnte also hilfreich sein.
In der hier vorgelegten Arbeit wurde ein in-vitro-Modell endometrialer Stromazellen
(ESC) in Zellkultur verwendet. Es wurde dabei mittels ELISA und PCR untersucht,
wie die beiden wichtigen Modulatoren der Chemokinproduktion TNF-alpha (ein proinflammatorisches TH1-Zytokin) und Thrombin (wichtiger Partner von Heparin beim Eingriff in die Gerinnungskaskade) die Chemokinproduktion von ESC auf RNA- und Proteinebene beeinflussen und wie unfraktioniertes Heparin (UFH), niedermolekulare Heparine (LMWH) und Heparin-ähnliche Moleküle diese wiederum verändern können.
Untersucht wurden dabei die Chemokine GRO-alpha, Ena-78, IL-8, MCP-1 und RANTES.
In dieser Arbeit wird gezeigt, dass UFH die von TNF-alpha hervorgerufene Steigerung der Produktion von IL-8 und RANTES dosisabhängig beeinflusst. Mithilfe des Einsatzes des NFkappaB-Inhibitors Parthenolid kann zudem dargestellt werden, dass der TNF-alpha- und vermutlich auch der Heparineffekt über den Signalweg des Transkriptionsfaktors NFkappaB vermittelt wird. Mittels der Heparin-ähnlichen Moleküle Dextransulfat, Danaparoid und ODSH versuchen wir anschließend darzustellen, welche Moleküleigenschaften Heparins für die Einflussnahme auf die von TNF-alpha verursachte Chemokinexpression und -sekretion von GRO-alpha, IL-8 und RANTES verantwortlich sind.
Im zweiten Teil der Arbeit wird zunächst gezeigt, dass Thrombin die Sekretion von
GRO-alpha, IL-8 und MCP-1 durch ESC erhöht, während es auf die RANTES Expression anders als TNF-alpha keinen Einfluss hat. UFH ist in der Lage diese gesteigerte Chemokinsekretion von IL-8 und MCP-1 zu verringern. Außerdem hemmen nicht nur UFH, sondern auch LMWHs die Thrombin-induzierte Hochregulation von IL-8 und MCP-1 auf mRNA- und Proteinebene. Thrombin scheint für seine Einflussnahme auf die Chemokinproduktion dabei den MAPK-Signalweg zu nutzen, wie mittels des MAPK-Inhibitors PD98059 dargestellt wird. Diese Arbeit zeigt somit wie Heparine ihre immunmodulatorischen Effekte auf die Chemokinproduktion endometrialer Stromazellen beim Vorliegen eines proinflammatorischen Milieus ausüben. Dadurch wird ein Beitrag geleistet, um die Wirkungsweise von Heparinen beim Einsatz ungewollter Kinderlosigkeit besser zu verstehen und es wird nochmals das Potential dieser Medikamente bei der Anwendung in diesem Bereich unterstrichen. Es sind allerdings weitere Untersuchungen am Tiermodell oder im Rahmen klinischer Studien notwendig, um diese am in-vitro-Modell gewonnenen Erkenntnisse auf ein in-vivo Modell zu übertragen und somit profunderes Wissen für die klinische Anwendung zu gewinnen.
Die miRNAs sind an der Regulation der Genexpression und somit an der zellulären Proteinbiosynthese beteiligt. Die Expressionsmuster von miRNAs unterscheiden sich sowohl bei Entwicklung als auch bei verschiedenen Stadien von Tumoren, sodass sie zu interessanten Kandidaten als prognostische Biomarker werden können.
In der vorliegenden Arbeit stand die Überexpression der miR-3687 im Vordergrund. Ihre Rolle als pro- oder antionkogen agierende miRNA sollte untersucht werden. Mithilfe der Transfektion prostataspezifischer kastrationssensibler sowie kastrationsresistenter Zelllinien konnte eine Überexpression der miR-3687 in Prostatagewebe simuliert werden. Um den Erfolg der Zelltransfektion zu quantifizieren, wurde die stem – loop RT-qPCR etabliert.
Mittels Massenspektrometrie konnten die differentiell exprimierten Proteine analysiert werden. Zur Anwendung kamen 2 verschiedenen Verfahren, gelfrei sowie gelbasiert. Dabei ergaben sich deutliche zellspezifische Unterschiede. Im gelbasierten Ansatz wurden beispielsweise für PC-3 Zellen ca. 1685 Proteine, im gelfreien Ansatz bis zu 543 Proteine (bei min. 2 Peptide count) detektiert, die anhand statistischer Parameter ausgewählt wurden.
Über Western Blot Experimente erfolgte die Verifizierung interessanter Proteine. Hierbei konnte gezeigt werden, dass PC-3 Zellen miR-3687 reguliert die kleine Isoform des Androgenrezeptors exprimieren. Insbesondere das Protein Vimentin zeigte unter miR-3687 Einfluss in den beiden kastrationssensiblen Zelllinien eine Expressionsminderung. Da es sich bei diesem Protein um einen Marker für den epithelial mesenchymalen Übergang handelt, könnte die Überexpression der miR-3687 der Metastasierung von Krebszellen entgegenwirken und so einen neuen Therapieansatz darstellen.
Hinweise auf einen antionkogenen Effekt ergeben die verminderte Expression des Androgenrezeptors in den kastrationsresistenten Zelllinien, die signifikant verminderte Expression des Tumorproteins D52-IF1 sowie die verminderte Expression des Proteins β3-Tubulin in allen Zelllinien.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine Vielzahl an Proteinen durch miR-3687 reguliert werden. Bei weiterer Untersuchung der miR-3687 könnte geklärt werden, ob dessen Überexpression allgemein im Gewebe oder nur in ausgewählten Zelllinien antionkogene Wirkungen aufweist und damit tumorsupprimierend wirkt, sodass sich daraus eine spezifische Therapie, beispielsweise nur für das kastrationsresistente Stadium des Prostatakarzinoms, ergeben könnte.
Untersuchungen zur Wirkung von miRNAs stehen im Fokus der aktuellen Forschungen, besonders aufgrund ihrer wichtigen regulatorischen Funktion bei der Biosynthese von Proteinen. Durch die Korrelation mit der Karzinomentwicklung und den Tumorstadien rücken miRNAs als prognostische Biomarker in den Vordergrund.
Mit dieser Arbeit wurden der Einfluss der miR-4417 als pro- oder antionkogen wirkende miRNA auf das Prostatakarzinom und dessen Auswirkungen auf die Proteinbiosynthese untersucht. Hierzu wurde die miR-4417 mittels Transfektion in 4 verschiedenen Prostatakarzinom- Zelllinien überexprimiert. Die Quantifizierung erfolgte unter Anwendung der sogenannten stem loop RT-qPCR. Die modulierten Proteommuster der Zelllinien wurden quantitativ und qualitativ verglichen. Dabei fanden gelbasierte und gelfreie Methoden unter Beachtung statistischer Kriterien Verwendung. Bei der Analyse der 2D-Gele wurden ca. 1600 Spots detektiert und quantifiziert. Zellspezifisch ergaben sich zwischen 40 und 60 differentielle Expressionen. Mithilfe der Massenspektrometrie wurden die Peptide nach tryptischem Verdau analysiert und die Proteine identifiziert. Die Verifizierungen von ausgewählten, differenziell exprimierten Proteinen wurden mittels Westernblot durchgeführt.
Die Expression des Androgenrezeptors war unter miR-4417 Einfluss in den beiden kastrationsresistenten Zelllinien gemindert, ebenso wie die Isoform 1 des Tumorproteins D52. Dies lässt eine antionkogene Wirkung der miR-4417 vermuten. Im Gegensatz dazu war die Expression von Peroxiredoxin 3 erhöht. Da dieses Protein zu einer Resistenz von Zellen gegen die H2O2 induzierte Apoptose führt und somit Krebszellen einen Überlebensvorteil verschafft, besteht in diesem Zusammenhang der Verdacht auf einen proonkogenen Effekt der miR-4417. Auch bei weiteren untersuchten Proteinen wie dem Voltage-dependent anion-selective channel protein 1 oder dem Poly(U)-binding-splicing factor PUF60 ergaben sich zum Teil gegensätzliche Expressionen. In weiteren Untersuchungen könnte geklärt werden, ob die pro- oder antionkogenen Eigenschaften dieser miRNA überwiegen oder ob möglicherweise bestimmte Einflussfaktoren bestehen, die dazu führen. Eventuell existieren der miR-4417 vorgeschaltete Regulationsmechanismen, die dessen gewebespezifische Wirkung beeinflussen.
Insgesamt ist mithilfe dieser Arbeit deutlich geworden, dass die miR-4417 eine bedeutende regulatorische Rolle in Bezug auf die Progression des Prostatakarzinoms einnimmt und somit einen wichtigen Ansatzpunkt für die weitere Krebsforschung darstellten könnte. Eine miRNA getriggerte Krebstherapie könnte auf Basis umfangreicher Forschungsdaten als alternative Methode Anwendung finden.
Das Gallenblasenkarzinom ist der häufigste maligne Tumor des biliären Systems und hat eine außerordentlich schlechte Prognose. In der hier vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Krankheitsschwere und des Krankheitsverlaufs von 42 Patienten im Rahmen einer Einzel-Zentrums-Studie retrospektiv analysiert.
Durch Anwendung der Kaplan-Meier-Methodik wurden die Überlebensraten der verschiedenen Patientengruppen berechnet. Mit Hilfe des „Gemeinsamen Krebsregisters der Länder Berlin, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt und der Freistaaten Sachsen und Thüringen“ wurden die Anzahl Patienten und die Ausprägung der Erkrankung unserer Studiengruppe mit den Daten des Registers verglichen, um eine Aussage über die Verteilung der Erkrankung und der Erkrankungsschwere der untersuchten Studiengruppe treffen zu können.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Vorhandensein von Lymphknotenmetastasen oder Lebermetastasen zu einer deutlich schlechteren Überlebensrate von im Mittel 8.9 Monaten führt, im Gegensatz zu 47.2 Monaten in der Gruppe ohne aufgetretene Metastasen. Das mittlere Gesamtüberleben der Patienten innerhalb dieser Dissertation lag bei 9.1 Monaten. Weiterhin wurde das Gallenblasenkarzinom als Erkrankung des alten Menschen charakterisiert: In unserer Untersuchung lag das mittlere Alter zum Zeitpunkt der Diagnosestellung bei 68.1 Jahren. Bei der Betrachtung der Geschlechterverteilung zeigte sich, dass die Mehrheit mit der von einem Gallenblasenkarzinom betroffenen Patienten mit einer Anzahl von 37 weiblich war.
Betrachtet man das Tumorstadium, so hatten 64% der operativ behandelten Patienten fortgeschrittene Tumore in den Stadien T3 und T4. Dementsprechend dem häufig asymptomatischen Verlauf früher Erkrankungsstadien zeigten Patienten mit einem Zufallsbefund Gallenblasenkarzinom signifikant häufiger niedrigere Tumorstadien (T1 und T2). Darüber hinaus zeigte sich bei diesen Patienten eine signifikant geringere Anzahl von Metastasen. Demzufolge hatten Patienten mit dem Zufallsbefund Gallenblasenkrebs einen signifikant besseren klinischen Verlauf.
Insgesamt war die Inzidenz des Gallenblasenkarzinoms im Bereich Vorpommern nicht höher als statistisch in dieser ländlich geprägten Region zu erwarten ist.
Es konnte in der vorliegenden Arbeit auch gezeigt werden, dass das T-Stadium, das M- und das R-Stadium unabhängige prognostische Faktoren des Gallenblasenkarzinoms darstellen.
Der wichtigste prognostische Faktor ist die R0-Resektion, die bei 87.9% der in dieser Kohorte untersuchten Patienten durchgeführt werden konnte, und die einzige Möglichkeit für eine potentiell vollständige Genesung darstellt.
Diese Tatsachen zeigen, dass dringend effektivere Screening-Ansätze zur möglichst frühen Erkennung von Gallenblasenkarzinomen notwendig sind. Zusätzlich sind zur Verifizierung der vorgestellten Daten weitere Untersuchungen im Rahmen von Multicenterstudien oder großen retrospektiven Studien unerlässlich.
The genus Sphagnum (L.) belongs to the Bryophyte plant division and includes 150 to 400 species. As all mosses Sphagnum has no roots and can hardly regulate its water uptake. As long as enough water is available Sphagnum can grow nearly unlimited while the lower, older parts die off and may accumulate as peat. Single Sphagnum species are able to build up an acrotelm as a hydrological self-regulating mechanism of a bog, a type of intact peatland (mire) only fed by precipitation. Because Sphagnum dominates nearly half of the peatlands in the world, it is one of the globally most important peat formers.
Sphagnum biomass is an important raw material for many valuable products, but in a much larger scale Sphagnum is used in its fossil state – as Sphagnum peat. With a consumption of c. 40 million m³ per year globally, Sphagnum peat is the predominant raw material for horticultural growing media. To get Sphagnum biomass it is currently collected from wild populations, to get Sphagnum peat it is extracted from bogs.
By far, more peatlands (including bogs) are subjects to drainage for agri- and silvicultural use since centuries, which harms their ecosystem services, including their typical biodiversity, carbon storage capacity, water regulation function and palaeo-environmental archive. In Europe, c. 25 % of all peatlands are used for agriculture, in Germany more than 80 %. Globally drained peatlands cover 0.4 % of land surface but produce 5 % of all anthropogenic greenhouse gas emissions.
Sphagnum farming aims to cultivate Sphagnum biomass on rewetted degraded bogs as a new agricultural crop. Sphagnum farming is paludiculture and contributes to the protection of bogs and their peat by conserving the peat body through rewetting and by offering a climate-friendly alternative to fossil peat in horticulture. Next to climate change mitigation, Sphagnum farming has benefits for nutrient retention and biodiversity conservation.
This thesis contributes to the development of Sphagnum farming by studying the conditions under which Sphagnum may reach maximal growth. Under (semi)controlled glasshouse conditions, we tested the effects of different water regimes and fertilisation levels on the productivity of various Sphagnum species. On a 1260 m² large irrigated field on cut-over bog in Lower Saxony (Germany) we studied length increase, biomass productivity and tissue nutrient content of Sphagnum over a period of 10 years. Finally, we reviewed all scientific literature and practical experiences with respect to Sphagnum farming worldwide as a first step towards a science-based implementation manual.
The main conclusions of our studies are:
1. It is possible to cultivate Sphagnum on rewetted cut-over bog and on rewetted former bog grassland.
2. The rapid establishment of a closed, highly productive Sphagnum lawn requires the deployment of a loose, >1(–5) cm thick Sphagnum layer (80–100 m³ of Sphagnum founder material per hectare) at the start of the growing season (when long frost periods are no longer probable) and adequate water supply.
3. Water table management must be very precise until a dense, well-growing Sphagnum lawn has established. For highest yields the water table should rise with Sphagnum growth and be kept a few centimetres below the Sphagnum capitula. Water supply via open irrigation ditches seems to function better than via subsurface irrigation pipes.
4. Fertilisation does not increase Sphagnum productivity on sites with high atmospheric nitrogen deposition and irrigation with phosphate-rich surface water from the agricultural surroundings. To avoid growth reduction a balanced stoichiometry is important.
5. From all studied species, Sphagnum fallax has the highest productivity. Its fast decomposition and low water holding capacity, however, may make this species less suitable for use in horticultural substrates.
6. Vascular plant cover on Sphagnum production fields can be kept low (<50 % cover) by regular mowing. Higher covers retard Sphagnum growth and reduce its quality for growing media.
7. Pathogenic fungi occurred far more in the glasshouse than in the field and have to be controlled for highest Sphagnum yields. We found Sphagnum vitality and growth rate to be stimulated by high water levels, where Sphagnum is less vulnerable to fungal or algal infection despite high nutrient loads.
8. The rate of Sphagnum biomass accumulation may remain constant over at least 4–5 years after establishing a Sphagnum production field with sufficient water supply. At dry conditions Sphagnum biomass accumulation is lower as a result of lower biomass productivity and higher decomposition rates.
Organic cation transporter OCT1 is strongly expressed in the sinusoidal membrane of hepatocytes. OCT1 mediates the uptake of weakly basic and cationic compounds from the blood into the liver and may thereby facilitate the first step in hepatic metabolism or excretion of many cationic drugs. OCT1 is a polyspecific transporter and has a very broad spectrum of structurally highly diverse ligands (substrates and inhibitors). The exact transport mechanism and the amino acids involved in polyspecific ligand binding of OCT1 are poorly understood.
The aim of this work was to utilize the polyspecificity to better understand the structure-function relationships of OCT1 and to gain first insights into potential mechanisms conferring the polyspecificity. We followed two strategies, analyzing the effects of variability in both ligand and transporter structure on OCT1 function. The effects of ligand structure were analyzed by comparing uptake and inhibitory potencies of structurally similar drugs of the group of opioids. The effects of transporter structure were analyzed by comparing the effects of variability caused by naturally occurring genetic variants or artificial mutations on OCT1 uptake and inhibition of several substrates. Most importantly, the effects of interspecies variability in transporter structure were analyzed by comparing uptake kinetics between human and mouse OCT1 orthologs. To this end, we used stably or transiently transfected HEK293 cells overexpressing OCT1 and different chimeric and mutant variants thereof.
Focusing on OCT1 ligands, we compared the uptake and inhibitory potencies of structurally similar opioids. Only minor changes of the ligand structure strongly affected the interaction with OCT1. The presence of the ether linkage between C4 and C5 of the morphinan ring was associated with reduced OCT1 inhibitory potencies, while passive membrane permeability was the major negative determinant of OCT1-mediated uptake among structurally highly similar morphinan opioids. Only minor structural changes strongly increased the inhibitory potency by 28-fold from the lowest IC50 of 2004 µM for oxycodone to 72 µM for morphine. Additional removal of the ether linkage between C4-C5 increased the inhibitory potency by a total of 313-fold to the lowest IC50 of 6 µM for dextrorphan. Consequently, our data demonstrates that despite its polyspecificity, OCT1-mediated uptake and inhibition of this uptake is still somewhat very specific.
Focusing on OCT1 protein structure, we first analyzed the effects of variability caused by naturally occurring genetic variants on OCT1 uptake and inhibition. OCT1 transport was strongly affected by OCT1 genetic variants and these effects were often substrate-specific. Correlation of these effects revealed several substrates that were similarly affected by the variants and may therefore be suggested to share similar or overlapping binding sites in OCT1. In addition, the effects of the genetic variants OCT1*2 and OCT1*3 on different substrates correlated well which may suggest that the structural variability caused by these two variants similarly affects substrate uptake. OCT1 genetic variants also affected the inhibition of OCT1, with both substrate and genotype-specific differences. Ranitidine inhibited the uptake of several substrates, among them the clinically relevant drugs metformin and morphine. Moreover, the inhibition was more potent (about 2-fold) on the uptake mediated by the common genetic variant OCT1*2 than on the uptake mediated by the reference OCT1*1.
Second, we analyzed the effects of artificial mutations of key amino acids. Tyr222 and Asp475 in rat OCT1 had strongly substrate-specific and also species-specific effects on both OCT1-mediated uptake and inhibition. Mutation of these amino acids strongly decreased OCT1-mediated uptake, which further underscored an important role especially of Asp475. Interestingly, despite a proposed essential role of this amino acid, we observed Asp475-independent transport. This transport was observed in mouse, but not in human OCT1 and was substrate-specific. TMH10 was identified to be involved in determining the Asp475-independent uptake of mouse OCT1.
Finally and most importantly, we analyzed the effects of sequence differences between human and mouse OCT1 on the transport kinetics of several OCT1 substrates. The transport kinetics differed strongly between human and mouse OCT1 orthologs. These differences were substrate-specific and affected both the affinity (KM) and capacity (vmax) of transport. Human OCT1 had an 8-fold higher capacity of trospium transport, while mouse OCT1 had an 8-fold higher capacity of fenoterol transport. Furthermore, mouse OCT1 had a 5-fold higher affinity for metformin transport compared to human OCT1. The difference between Phe32 in human and Leu32 in mouse OCT1 in TMH1 was identified to confer a higher capacity of transport by human compared to mouse OCT1, while the difference between Cys36 in human and Tyr36 in mouse OCT1 in TMH1 was identified to confer a higher capacity of transport by mouse compared to human OCT1. Furthermore, Leu155 in human OCT1, corresponding to Val156 in mouse OCT1 in TMH2, in concert with TMH3 were identified to confer the differences in affinity for metformin transport between the species.
It may be speculated that ligand binding in OCT1 involves a core binding region that includes Asp474/475 and that polyspecific ligand binding is enabled by providing further binding partners (different amino acids) in more peripheral regions that different ligands can selectively interact with. This mechanism may also be a first step in explaining the substrate-specific effects of genetic variants with clinical relevance. Based on our findings, these “polyspecificity regions” may include TMH1, TMH2, and TMH3. Further analyses are warranted to characterize and narrow down these regions to unravel the structure-function relationships and with that the polyspecificity of OCT1.
To summarize, variability in both ligand and transporter structure strongly affected OCT1 function and we were able to identify ligand structures that affect inhibitory potency and protein structures that confer species-specific differences in OCT1 transport. This work emphasizes again the complexity of OCT1 transport and structure-function relationships. We also showed that, in spite of the difficulties for experimental analysis and data interpretation that arise from the polyspecific nature of OCT1, polyspecificity can also be used as a tool to better understand the structure-function relationships of this transporter.
Zusammenfassung:
Die akute Pankreatitis ist eine der häufigsten nicht-malignen Erkrankungen bei hospitalisierten Patienten, der verschiedenste pathophysiologische Prozesse zugrunde liegen. Während sie in den meisten Fällen komplikationslos ausheilt, wird jedoch in ca. 10 – 20 % der Fälle eine schwere Verlaufsform mit Ausbildung von Nekrosen und häufig auch weiteren lokalen und systemischen Komplikationen beobachtet. Zu diesen gehört beispielsweise eine sekundäre Infektion der Pankreasnekrosen, wobei sowohl bakterielle als auch fungale Krankheitserreger auftreten können. Obwohl einzelne Prädiktoren für einen schweren Verlauf der akuten Pankreatitis identifiziert werden konnten, erlaubt die bisherige Datenlage jedoch noch keine sichere Identifikation der infizierten Nekrose.
Ziel dieser Arbeit ist daher die Identifikation von klinischen und paraklinischen Variablen, die als mögliche Prädiktoren der infizierten Pankreasnekrose dienen können. Des Weiteren soll untersucht werden, inwieweit eine infizierte Nekrose die Krankenhausverweildauer sowie die extrapankreatischen Komplikationen und die Mortalität beeinflussen. Hierzu wurden die Befunde von insgesamt 127 Patienten mit akuter nekrotisierender Pankreatitis über den Zeitraum von 2012 – 2018 retrospektiv aufgearbeitet. Bei 51 Patienten ließ sich eine infizierte Nekrose nachweisen, bei 21 Patienten war die Nekrose steril und bei 55 Patienten wurde die Nekrose wiederum weder punktiert noch drainiert.
Es fand sich ein signifikanter Zusammenhang der Entzündungsparameter Leukozyten, CRP und PCT sowie der Nierenretentionswerte Kreatinin und Harnstoff mit dem Vorhandensein einer infizierten Pankreasnekrose. Auch eine kompromittierte Blutgerinnung, ein verminderter Serumalbuminspiegel sowie ein reduzierter Hämatokrit wurden deutlich häufiger bei der inifizierten nekrotisierenden Pankreatitis beobachtet. Bei den Vitalparametern fand sich eine Assoziation zwischen erhöhter Herzfrequenz und erniedrigtem mittleren arteriellen Blutdruck. Begleitend war eine infizierte Nekrose deutlich häufiger mit einem respiratorischen und/oder renalen Organversagen vergesellschaftet.
Die Krankenhausverweildauer war bei Patienten mit infizierter Nekrose um beinahe das Dreifache verlängert, wobei die Verweildauer bei Nachweis grampositiver Bakterien im Punktat am längsten war. Ein signifikanter Einfluss auf die Mortalität konnte bei infizierter Pankreasnekrose nicht beobachtet werden.
Diese Ergebnisse zeigen, dass anhand von einfach zu erhebenden klinischen und laborchemischen Routineparametern die Identifikation einer Pankreasnekrose vorhergesehen werden kann. Welche Bedeutung einzelne Bakterienstämme auf den Verlauf der akuten nekrotisierenden Pankreatitis und ihre Komplikationen haben, muss in weiteren Analysen untersucht werden.
Global climate change is omnipresent all over the world and is affecting and challenging organisms in various ways. Species either have to adapt to the changing environmental conditions or move to new habitats in order to avoid extinction.
Possible ways for an organism to react can be dispersal, phenotypic plasticity, genetic adaptation or a combination of these factors. Among the various consequences of climate change, especially changes in temperature affect plenty of species. In ectotherms, the body temperature and associated mechanisms are strongly dependent on environmental conditions.
The aim of this work was to investigate the mechanisms underlying adaptation to thermal variation and heat stress in the widespread butterfly species <i>Pieris napi<i>.
Focusing on indicators of individual condition, including morphology, physiology and life history traits, the purpose was to specify whether the species’ responses to temperature variation have a plastic or genetic basis. In the first experiment, phenotypic variation along a latitudinal and altitudinal cline was investigated. Yellow reflectance of wings was negatively correlated with wing melanisation, providing evidence for a trade-off between a sexually selected trait (yellow color) and thermoregulation (black color). Body size decreased with increasing latitude and led to the assumption that warmer conditions are more beneficial for <i>P. napi<i> than cooler ones. An increased flight performance at higher altitudes but not latitudes may
indicate stronger challenges for flight activity in high-altitude environments.
The second experiment focused on clinal variation and plasticity in morphology, physiology and life history in F1-generation individuals reared in captivity at different temperatures. It could be shown that individuals from cooler environments were less heat-tolerant, had a longer development but were nevertheless smaller, and had more melanised wings. These differences were genetically-based. Furthermore, it could be shown that a higher developmental temperature speeded up development, reduced body size, potential metabolic activity, and wing melanisation but increased heat tolerance, documenting plastic responses.
In a third experiment, we examined physiological responses to heat stress. A transcriptome analysis revealed an upregulation in molecular chaperones under hot conditions, whereas antioxidant responses and oxidative damage remained unaffected. The antioxidant glutathione (GSH) though was reduced under both cold and hot conditions. Interestingly, Swedish individuals were characterized by higher levels of GSH, lower early fecundity, and lower larval growth rates compared with German or Italian populations, suggesting a ‘pace-of-life’ syndrome. Thus, the individuals from warmer regions show the opposite pattern with a lower investment into maintenance but a faster lifestyle.
In summary, we found clinal variation in body size, growth rates and concomitant development time, wing aspect ratio, wing melanisation and heat tolerance. The effects of high developmental temperature very likely reflect adaptive phenotypic plasticity. When speeding up development; heat tolerance is increasing while body size, potential metabolic activity and wing melanisation are decreasing. Overall, body size of <i>P. napi<i> individuals decreased from south to north while the melanisation of the wings increased. Furthermore, we found a connection between increased wing melanisation and decreased yellow reflectance, most likely caused by a trade-off between the two. We could confirm that <i>P. napi<i> individuals from warmer environments were more heat-tolerant and larger than individuals from colder environments. Due to increasing temperatures and heat waves becoming more frequent in the future, being able to cope with such conditions will be advantageous. As warmer conditions had positive effects on individual development, <i>P. napi<i> may benefit from global warming, but its association with moist habitats suggests negative consequences of climate change. We could also reveal pronounced plastic and genetic responses in <i>P. napi<i>, which may indicate high adaptive capacities. Thus, increasing temperature may not be too problematic for the species, as it seems to be rather well equipped to deal with such challenges. However, as climate change entails changes in precipitation / humidity along with temperature changes, such issues need further investigation.
Reactive species play an essential role in orchestrating wound healing responses. They act as secondary messengers and drive redox-signaling pathways that are involved in the hemostatic, inflammatory, proliferative and remodeling phases of wound healing. Cold plasma produces a profusion of short- and long-lived redox species that promotes wound healing, however, until today, the knowledge of CAP mediated wound healing remained scarce. In this thesis, CAP mediated wound healing mechanism and their effect on extracellular matrix and adhesion molecules have been investigated. To this end, a keratinocyte cell line (HaCaT), skin fibroblast cell line (GM Fbs) and an in vitro coculture model including both HaCaT and GM Fbs at a 2:1 ratio, were employed to investigate the cross talk between these two skin cell types.
We examined the impact of CAP on extracellular matrix proteins and cell adhesion molecules in GM Fbs and observed a significant impact of cold plasma treatment on the expression level of collagen moieties, cell adhesion molecule like integrin, cadherin, versican, MMPs as well as extracellular matrix proteins.
Moreover, scratch assays with monocultures of HaCaT, GM Fbs and coculture of these two cell types were performed. We detected that, CAP accelerated the migratory capability of HaCaT cells cocultured with fibroblasts. In fact, compared to HaCaT monoculture, a significant acceleration on cell migration was observed in coculture upon CAP treatment. NAC, a potent antioxidant could abrogate this CAP-stimulated cell migration in coculture, further pointing towards the importance of well-orchestrated reactive species in wound healing. To better understand this CAP-mediated effect on cell migration, we examined the signaling pathways involved in tissue homeostasis and regeneration. We checked the HIPPO signaling pathway and observed an upregulation of several signaling molecules at transcriptional level in GM Fbs upon CAP treatment.
YAP is the central nuclear executer of HIPPO signaling pathway. YAP was upregulated in both HaCaT cells and GM Fbs. The major downstream effectors of the HIPPO signaling pathway (CTGF and Cyr61) were also upregulated in dermal fibroblasts at both transcriptional and protein level. However, administration of antioxidant NAC inhibited CAP-mediated wound healing and abrogated the gene expression of the HIPPO downstream effectors. These results confirm that the upregulation of YAP-CTGF-CYR61 axis is due to CAP-generated redox species. In HaCaT cells, both CTGF and Cyr61 was minimally transcribed. Even though CTGF was rarely detected in HaCaT cells on the protein level,Cyr61 remained undetected. This again shows the importance of the cross talk between fibroblasts and keratinocytes.
The coculture with the inclusion of fibroblasts showed an accelerated migration rate, compared to HaCaT monoculture which specifies a cross talk between these two cell types. Thus, monoculture of HaCaT cells were incubated with CAP-treated and untreated fibroblast conditioned medium. Interestingly, we observed that HaCaT cells exhibited an improved cell migration rate when incubated with CAP-treated fibroblast-conditioned media compared to that observed after incubation with untreated media. Upon investigation, an induction of CTGF and Cyr61 secretion was observed upon CAP treatment in the fibroblast-conditioned media. Furthermore, exposure to recombinant CTGF and Cyr61 could also significantly improve HaCaT cell migration which confirms that CAP mediated accelerated cell migration is due to activation of YAP-CTGF-Cyr61 axis.
In conclusion, this study revealed a completely new mechanical insight of CAP mediated wound healing. Along with several other ECM molecules, CAP activates a regenerative signaling pathway i.e., HIPPO signaling pathway in dermal fibroblasts at the onset of wound healing. Dermal fibroblasts drive a paracrine interaction by secreting CTGF and Cyr61 in close vicinity of wound, resulting in accelerated keratinocyte migration and wound healing in coculture.
Da schwere psychotische Erkrankungen wie Schizophrenie und Bipolare Störungen in vielen Fällen durch Rückfälle und unvollständige Remissionen gekennzeichnet sind, stellt die Lebensqualität ein wichtiges Outcome-Kriterium bei der Behandlung dieser Erkrankungen dar. Es konnte gezeigte werden, dass insbesondere psychosoziale Faktoren wie Resilienz und Soziale Unterstützung positive Effekte auf die subjektive Lebensqualität Betroffener haben. Dabei scheinen soziale Unterstützungssysteme über ihren direkten positiven Effekt auf die Lebensqualität hinaus auch wichtig zu sein für die Entwicklung und Aufrechterhaltung von individuellen Bewältigungsfähigkeiten der Patienten. Somit soll diese Arbeit nicht nur die jeweiligen Wechselwirkungen zwischen den genannten Variablen untersuchen, sondern insbesondere, inwieweit Soziale Unterstützung bei Patienten mit Schizophrenie und Bipolarer Störung den positiven Effekt von Resilienz auf Lebensqualität indirekt vermittelt.
Die in dieser Querschnittsanalyse verwendeten Daten resultierten aus einer Baseline-Befragung im Rahmen zweier klinischer Studien, die mithilfe von psychiatrischen Patienten aus Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt wurden. Für die hier verwendete Erhebung wurden in klinischen Interviews folgende Messinstrumente verwendet: SKID, WHOQOL-BREF, RS-11, F-SozU K-14 und BPRS. Die Datenanalyse der Interviews von 87 Patienten beinhaltete deskriptive Statistik, Shapiro-Wilk-Test, Pearson-Korrelation, hierarchische lineare Regression und Mediationsanalyse.
Die Regressionsanalysen ergaben, dass sowohl Resilienz als auch Soziale Unterstützung einen positiven Effekt auf Lebensqualität haben, wobei der Effekt von Resilienz größer ist als der von Sozialer Unterstützung, und dass Soziale Unterstützung ebenfalls einen positiven Effekt auf Resilienz hat. Die Mediationsanalyse konnte zeigen, dass es sich bei Sozialer Unterstützung um einen partiellen Mediator für den Effekt von Resilienz auf Lebensqualität handelt.
Aus diesen Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass Soziale Unterstützung für die Entwicklung von Resilienz und die Verbesserung der Lebensqualität bei der betrachteten Patientengruppe eine bedeutende Rolle spielt. Die Behandlung von Menschen mit psychotischen Erkrankungen sollte daher angemessene Maßnahmen anbieten um den Betroffenen zu helfen, effektive soziale Unterstützungssysteme für sich zu kultivieren und ihre Resilienz zu stärken, um somit ihre Lebensqualität zu verbessern.
Hintergrund
Immer mehr pflegebedürftige Menschen werden in der Häuslichkeit durch informell Pflegende zusammen mit ambulanten Pflegediensten versorgt. Die drei Konzepte „Pflegebedürftigkeit“, „Gesundheit“ und „Krankheit“ spielen in diesem Kontext eine besondere Rolle. Über keines dieser Konzepte besteht definitorische Einigkeit; die Termini werden je nach Kontext bzw. Zweck unterschiedlich verstanden. Empirische Sozialforschung, Medizintheorie sowie Medizin- und Pflegeethik beschäftigen sich intensiv – jedoch getrennt voneinander – mit ihren Inhalten und ethischen Implikationen. Den drei Konzepten ist gemeinsam, dass deren subjektives Verständnis und normative Implikationen in der ambulanten Pflege bisher nur unzureichend analysiert wurde.
Methoden
In einem dreigliedrigen Projekt bestand der erste Schritt in einer Literaturrecherche mit Analyseschwerpunkt zu medizin- und pflegeethischen sowie medizintheoretischen Konzepten im wissenschaftlichen Diskurs zu Gesundheits- und Krankheitsvorstellungen. Ausgehend davon wurden die Forschungsfrage und - methode festgelegt. In einem zweiten Schritt erfolgte die empirische Exploration subjektiver Perspektiven professionell Pflegender, Pflegebedürftiger und informell Pflegender auf Pflegebedürftigkeit, Gesundheit und Krankheit in häuslichen Langzeitpflegearrangements mit Hilfe qualitativer Leitfadeninterviews. Die Auswertung der Transkripte wurde mittels qualitativer Inhaltsanalyse vorgenommen. Um Implikationen für die empirische Sozialforschung, Medizintheorie sowie Medizin- und Pflegeethik entwickeln zu können, führte ein dritter Schritt die empirischen und normativen Perspektiven zusammen.
Ergebnisse
Die Studie liefert empirische Ergebnisse zu den subjektiven Vorstellungen und Wahrnehmungen professionell Pflegender, Pflegebedürftiger und informell Pflegender hinsichtlich der Angemessenheit der Versorgung (1), den Vorstellungen von Gesundheit (2) und den Belastungen, die aus der häuslichen Pflegesituation resultieren (3). Zudem werden die Ergebnisse der empirisch-ethischen Analyse zu Spannungsfeldern zwischen subjektivem Krankheitsgefühl („Illness“) und anhand objektiver Kriterien festgestellter Krankheit („Disease“) geschildert und die Grenzen der moralischen Verpflichtungen zur Pflegeübernahme in der ambulanten Pflege abgesteckt.
Diskussion
Ein Vergleich der empirischen Ergebnisse mit existierenden normativen Leitfäden offenbart eine Diskrepanz zwischen Ist- und Sollzustand. Es wird die Bedeutung für die Praxis der empirischen Sozialforschung sowie der Medizintheorie und Medizin- und Pflegeethik abgeleitet.
Bei der Fokussanierung einer abdominellen Sepsis kommt meist eine Peritoneallavage mit physiologischer Kochsalzlösung zum Einsatz. Antibiotikahaltige Lösungen scheinen keinen Vorteil zu haben und der Zusatz von Antiseptika wie z. B. PHMB hat teils toxische Wirkungen. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass die Kombination aus PHMB und Lipofundin® gegenüber PHMB in wässriger Lösung eine geringere Zytotoxizität bei erhaltener antiseptischer Aktivität in-vitro besitzt.
Um die Hypothese zu bestätigen, dass eine Peritoneallavage mit dieser Emulsion einen Vorteil für das Überleben der abdominellen Sepsis bietet, wurde eine Überlebenskinetik am Sepsismodell CASPI durchgeführt. In weiteren Experimenten wurde die bakterielle Besiedlung 24 h nach Sepsisinduktion in Blut, Lavage und Organen ermittelt. Des Weiteren erfolgten die Bestimmung der Zytokinspiegel, die Erstellung eines Blutbildes sowie die laborchemische Bestimmung des Serumkreatinins.
Die höchste Überlebensrate mit signifikantem Unterschied zu allen Vergleichsgruppen zeigte sich in der PHMB + Lipofundin®-Gruppe mit 68,4 %, gefolgt von der mit NaCl lavagierten Gruppe mit 38,1 %. Die hohe Überlebensrate in der erstgenannten Gruppe korrelierte mit der niedrigsten bakteriellen Belastung in allen untersuchten Kompartimenten. PHMB in wässriger Lösung führte zu einer signifikant erhöhten Sterblichkeit mit einer Überlebensrate von nur 5,3 %. Im Gegensatz zu allen anderen Gruppen bestanden signifikant erhöhte Kreatininspiegel, die auf ein akutes Nierenversagen hindeuteten.
Die Kombination von PHMB und Lipofundin® könnte in Zukunft eine neue Therapieoption zur Behandlung der abdominellen Sepsis darstellen. Bis dato sind die Mechanismen in vivo, die den diametralen Unterschied im Überleben zwischen PHMB in Emulsion und in wässriger Lösung ausmachen, nicht geklärt. Auch In-vivo-Studien zur Toxizität stehen aus.
Serome sind eine der häufigsten Komplikationen nach Mamma chirurgischen Eingriffen bei Brustkrebs. Ihre Entstehungsursachen sind multifaktoriell. Zur Verbesserung des Wohlbefindens der Patienten, wie auch aus wirtschaftlichen Aspekten, werden Herkunft und Zusammensetzung, sowie Risikofaktoren und Behandlungsmöglichkeiten von Seromen untersucht. Die Arbeit untersucht, bewertet und vergleicht Studien, die sich mit der Zusammensetzung, Entstehung und Therapie von Seromen beschäftigen. Des Weiteren werden Patienten, bei denen sich postoperative Serome gebildet hatten, in einer Fallstudie im Hinblick auf verschiedene Risikofaktoren untersucht. Ziel ist es die Pathogenese und damit die Herkunft der Serome genauer zu verstehen, sowie aus den Risikofaktoren ein Risikoprofil zu erstellen und die Therapiemöglichkeiten zu bewerten. Bei der Untersuchung der Zusammensetzung der Seromflüssigkeit kommt man zu dem Ergebnis, dass ein Serom eine lokal begrenzte Entzündungsreaktion darstellt. Die Seromflüssigkeit ist ein Filtrat aus afferent verletzten Lymphgefäßen, welche sich in einer Wundhöhle sammelt. Als Risikofaktoren, die einen Einfluss auf die Serombildung haben, können erhöhter BMI bzw. Übergewicht, Hypertonus und die Operationstechnik identifiziert werden. Beeinflussbare Faktoren, die zur Senkung der Serominzidenz führen können sind die Schneidetechnik, die Operationszeit, die intraoperative Vernähung von Wundlappen, die patienteninduzierte Analgesie, die Anwendung von postoperativen Drainagen, die Schulterimmobilisation und der Gewebekleber. Durch Anwendung dieser Techniken und Verfahren kann das Seromentstehungsrisiko gesenkt werden. Keinen Einfluss auf die Serombildung ist bei folgenden Parametern festzustellen: Tumorgröße, Resektionsumfang, präoperativen Hämoglobin- und Albuminwerte sowie Hormonstatus, Diabetes mellitus, Rauchen, Alter, neoadjuvante Chemotherapie und Kompressionsverbände. Bei der Untersuchung der Therapiemöglichkeiten gibt es neben der klassischen Punktion mehrere Alternativen. Nachteile der Punktion des Seroms sind die Infektionsgefahr durch die Eröffnung der Wundhöhle und das oftmalige Nachlaufen der Seromflüssigkeit nach der Punktion. Alternativ gibt es die Sklerotherapie, die in Studien gute Ergebnisse erzielt haben, allerdings für den Patienten schmerzhaft ist und ebenfalls Risiken einer Infektion mit sich bringen. Ähnliche Ergebnisse können bei der Therapie mit Octreotid und der prophylaktischen Therapie mit Kortison festgestellt werden. Problematisch bei der Kortisontherapie sind vor allem die häufigen Nebenwirkungen und die vielen Kontraindikationen.
Durch die multifaktorielle Pathogenese der Serome können die Risikofaktoren nicht einzeln betrachtet werden. Durch ein Zusammenspiel der Risikofaktoren ist eine Potenzierung möglich. Zu den wichtigsten Einflussparametern zählen die Schneidetechnik, Nahttechnik und die Anwendung von Drainagen. Bei Seromen, die sich nach einer Punktion wieder mit Flüssigkeit füllen, sind Therapiemethoden wie Sklerotherapie, Anwendung von Octreotid oder Kortison in Betracht zu ziehen. Eine prophylaktische Therapie kann bei entsprechendem Risikoprofil angewendet werden.
Es besteht der Bedarf weiterer Studien und Forschungsarbeiten, die die Senkung der Serominzidenz zum Ziel haben und die Wirksamkeit von Therapiemöglichkeiten genauer untersuchen.
Einleitung: Der Gesetzgeber hat die 2001 von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) veröffentlichte Internationale Klassifikation der Funktionsfähigkeit, Behinderung und Gesundheit (ICF) als Grundlage der Rehabilitation in Deutschland im Sozialgesetzbuch IX verankert. Anders als bisherige Klassifikationsmodelle, die einen linearen Zusammenhang zwischen Beeinträchtigung der Funktion und Behinderung annehmen, basiert die ICF auf einem bio-psycho-sozialen Verständnis von Gesundheit und Krankheit. Das ICF-Modell sieht Beeinträchtigungen der funktionalen Gesundheit einer Person als das Ergebnis der negativen Wechselwirkung zwischen den Gesundheitsproblemen sowie den personbezogenen und umweltbezogenen Kontextfaktoren der Person. Ziel einer Rehabilitationsmaßnahme ist die Förderung der gleichberechtigten Teilhabe am Leben der Gemeinschaft und die Selbstbestimmung von behinderten und von Behinderung bedrohten Menschen. Auf Basis der ICF ist es also Aufgabe der deutschen Rehabilitationseinrichtungen, die Kontextfaktoren mit zu berücksichtigen, um den Rehabilitanden eine bestmögliche (Re-)Integration in die Gesellschaft und Teilhabe am gesellschaftlichen Leben zu ermöglichen. Besonders gefordert sind hierbei ambulante Rehabilitationseinrichtungen, die nach der Akutbehandlung bzw. Frührehabilitation ansetzen, in einer Phase, in der der Rehabilitand bereits in sein gewohntes häusliches Umfeld zurückgekehrt ist, was eine Mitberücksichtigung von Kontextfaktoren in besonderer Weise ermöglicht. Bislang gibt es nur wenige Studien, die explizit das Konstrukt Teilhabe als Zielvariable im Rehabilitationsverlauf untersuchen und beeinflussende Kontextfaktoren mit in den Blick nehmen.
Material und Methoden: In vier empirischen Studien wurden Teilhabeverläufe und beeinflussende Kontextfaktoren in der ambulanten Neurorehabilitation untersucht. Da Depressivität den Behandlungserfolg im Kontext einer ambulanten Neurorehabilitation beeinflussen kann, wurde mit den Depressions-Angst-Stress-Skalen (DASS-21) eine Raschanalyse durchgeführt, um ihre Eignung als Screeninginstrument zu untersuchen.
Ergebnisse und Diskussion: In der ersten Studie wurde explorativ die teilhabebezogene Ergebnisqualität in vier ambulanten Reha-Einrichtungen im österreichischen Vorarlberg erfasst. Es zeigten sich positive Entwicklungen im Reha-Verlauf. In deutschen ambulanten neurologischen Rehabilitationseinrichtungen konnten in Studie 2 mehrheitlich positive Teilhabeentwicklungen im Rehabilitationsverlauf gezeigt werden, darüber hinaus fanden sich aber auch Teilnehmer, deren Teilhabe sich nicht veränderte oder sogar verschlechterte. Als beeinflussende Kontextfaktoren konnten sowohl das Geschlecht als auch das Nettoeinkommen identifiziert werden, wobei die genauen Hintergründe hinsichtlich des Geschlechts noch weiterer Forschung bedürfen. In Studie 3 zeigte sich zudem, dass insbesondere eine niedrige Depressivität am Ende der Rehabilitation die Wahrscheinlichkeit erhöhte, in der Gruppe der Teilhabeverbesserten zu sein. Zu Beginn der Rehabilitation unterschieden sich die Depressivitäts-Werte der zum Ende der Rehabilitation Teilhabeverbesserten und Teilhabeverschlechterten nicht, was auf Einflussmöglichkeiten im Verlauf der Rehabilitation hindeutet. Die Mehrheit der Teilnehmer erfüllte nicht das Vollbild einer klinisch relevanten Depression. Bei der Raschanalyse einer Kurzversion der Depressions-Angst-Stress-Skalen (DASS-21) zeigte sich passend dazu, dass sich insbesondere eine zusammengefasste Skala aus Stress- und Depressions-Items, die den generellen Faktor „psychologischer Distress“ erfassen sollte, für den Einsatz in der ambulanten Neurorehabilitation als besonders geeignet erwies. Auch die Depressions- und die Stressskala konnten jedoch mit einigen Einschränkungen die Kriterien des Rasch-Modells erfüllen, die Angstskala erwies sich bei den Teilnehmern dieser Studie als ungeeignet, die Stichprobe erwies sich hinsichtlich des mit der Angstskala erfassten Angstkonstrukts als wenig ängstlich.
Fazit: Neben ersten, weiter zu erforschenden Erkenntnissen hinsichtlich der ambulanten Neurorehabilitation in Österreich konnten insbesondere Informationen zu unterschiedlichen Teilhabeverläufen und beeinflussenden Kontextfaktoren in der ambulanten Neurorehabilitation in Deutschland gewonnen werden. Insbesondere die kontinuierlich erfasste Variable Depressivität geriet hierbei in den Blickpunkt, die DASS-21 erwiesen sich im Rahmen einer Raschanalyse mit einigen Einschränkungen als geeignetes Screeninginstrument, um besonders gefährdete Patienten herauszufiltern. Neben der Untersuchung weiterer Kontextfaktoren besteht insbesondere noch Forschungsbedarf bei der Frage, welche Unterstützungsmethoden bei psychischem Distress im Rahmen der ambulanten Neurorehabilitation effizient und realistisch umsetzbar eingesetzt werden können
Alkohol liegt nach Tabak und Bluthochdruck an dritter Stelle der Risikofaktoren für Krankheit und vorzeitigen Tod in Europa. Häufig ist der zu starke Alkoholkonsum durch eine Alkoholabhängigkeit bedingt, die für die Betroffenen nur sehr schwer zu überwinden ist. Dies ist unter anderem dadurch begründet, dass der Effekt der bisher angewendeten Therapiemaßnahmen zur Bekämpfung dieser Sucht sehr limitiert ist. Um neue und bessere Therapien zu entwickeln, gilt es zunächst, das Verständnis für die Prozesse und Zusammenhänge, die für die Suchtentwicklung maßgeblich sind, zu verbessern. Eine große Rolle spielt dabei das zentrale Nervensystem des Menschen.
In dieser Arbeit wurden bestimmte Gehirnregionen, bei denen ein bekannter Zusammenhang zur Entwicklung einer Sucht besteht, auf Veränderungen durch Alkoholabhängigkeit untersucht. Dazu wurden Ratten zunächst durch chronisch-intermittierende Alkoholexposition in eine Alkoholabhängigkeit geführt, anschließend die Gehirne entnommen und mittels Golgi-Imprägnation eingefärbt. Nachfolgend wurden Nervenzellfortsätze (Dendriten) und ihre Eintrittspforten für Informationen (Dornen/Spines) aus Gyrus cinguli, Nucleus accumbens und Infralimbischem Kortex mittels Lichtmikroskopie dreidimensional aufgenommen und am Computer rekonstruiert. Diese Rekonstruktionen wurden dann auf Spinedichte (Spines/μm Dendritenlänge), Spinelänge und Spinedurchmesser analysiert. Hierbei wurde eine signifikant höhere Spinedichte im Gyrus cinguli und eine signifikant niedrigere Spinedichte im Nucleus accumbens der alkoholexponierten Tiere im Vergleich zur Kontrollgruppe festgestellt. Alle anderen Analysen ergaben keine Auffälligkeiten.
Die Erkenntnisse dieser Arbeit geben einen Einblick in die neuroplastischen Veränderungen, die durch Alkoholexposition hervorgerufen werden und unterstreichen die Relevanz von Gyrus cinguli und Nucleus accumbens für die Suchtentwicklung. Eine eindeutige Interpretation der Ergebnisse ist beim aktuellen Kenntnisstand nicht möglich, jedoch wird das Verständnis für den Gesamtzusammenhang der multifaktoriellen Alkoholabhängigkeit durch diese Arbeit verbessert.
Culicidae, auch bekannt als Stechmücken, sind medizinisch bedeutsame Zweiflügler, die als Vektoren eine Vielzahl von Krankheitserregern auf Menschen und Tiere übertragen können. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich einerseits mit der Verbreitung von zwei seltenen Stechmückenarten, welche im Rahmen eines Monitoringprojekts gefangen wurden, und andererseits mit der Ökologie der Asiatischen Tigermücke. Bei allen Arten handelt es sich um thermophile Arten, bei denen angenommen wird, dass der Klimawandel ihre Verbreitung Richtung Norden begünstigt. Dies konnte vor allem für die Art Uranotaenia unguiculata gezeigt werden, da sie an zwei Orten gefunden wurde, die ausgesprochen weit entfernt waren von der einzigen jemals zuvor beschriebenen Nachweisstelle in Deutschland. Obwohl an beiden Fundorten jeweils nur ein einziges adultes Individuum gefangen werden konnte, ergab eine Beprobung von potenziellen Bruthabitaten im darauffolgenden Jahr, dass lokale Reproduktion stattfand. Somit konnte eine ausschließliche Verschleppung von adulten Einzelindividuen weitgehend ausgeschlossen werden. Eine weitere seltene Stechmückenart, die im Zuge des Monitorings nachgewiesen werden konnte, ist Anopheles algeriensis. Diese Art wurde an drei Standorten gefangen, an zwei von ihnen mit einer viel höheren Abundanz als Ur. unguiculata.
Den ökologischen Teil dieser Arbeit machen Feld- und Laborexperimente mit Aedes albopictus aus. Sie dienten der Ermittlung der Kältetoleranz der Eier dieser Spezies, die als Vektor für eine Vielzahl von Viren und andere Pathogene gilt. Drei verschiedene Stämme, die aus tropischen, subtropischen und gemäßigten Breiten stammen, wurden niedrigen Temperaturen, welche typischerweise im Winter herrschen, unter Feld- und Laborbedingungen ausgesetzt. Die Experimente belegen, dass alle untersuchten Stämme prinzipiell einen Winter mit einem Temperaturminimum von –8 °C im Feld überleben konnten. Die Laborexperimente konnten hingegen zeigen, dass alle Stämme in der Lage waren, Temperaturen von –10 °C für eine gewisse Zeit zu ertragen. Die Überlebensfähigkeit schwankte je nach Stamm zwischen 2 und 20 Tagen. Dabei hatte der Stamm aus den gemäßigten Breiten eine Kältetoleranz, die nur wenig höher lag als die des subtropischen Stammes. Der tropische Stamm hingegen besaß die geringste Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen, sowohl in den Freiland- als auch in den Laborexperimenten. Diapausierende Eier zeigen nur eine höhere Kältetoleranz nahe den physiologischen Grenzen der jeweiligen Stämme. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass Eier unter fluktuierenden Temperaturen eine bestimmte Minimaltemperatur länger aushalten konnten als unter konstanten Temperaturen. Somit zeigen beide Experimente, dass gewisse Stämme von Ae. albopictus eine sehr hohe Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen haben. Das macht es sehr wahrscheinlich, dass diese invasive Art Winter in Deutschland oder anderen mitteleuropäischen Ländern überleben und ihre Ausbreitung weiter fortschreiten werden. Diese Entwicklung wird epidemiologische Auswirkungen auf die Human- und Veterinärmedizin haben.
Objectives: To examine the association between third molars and orofacial pain. We hypothesized that impacted third molars are a cause of orofacial pain.
Methods: Magnetic resonance images of 1808 participants from two populationbased cohorts from Northeastern Germany were analysed to define the status of third molars according to the Pell and Gregory classification. A self-reported questionnaire and a clinical dental examination were used to detect chronic and acute complaints of orofacial pain, masticatory muscle pain, migraine and other types of headache. Logistic regression models were used to analyse the associations between third molar status and orofacial pain.
Results: Individuals with impacted third molars in the maxilla had a higher chance of chronic orofacial pain than those with erupted third molars (odds ratio 2.19; 95% CI 1.19-4.02). No such association was detected for third molars in the lower jaw. Third molars were not associated with masticatory muscle pain, migraine or other types of headache.
Conclusions: Impacted maxillary third molars might be a cause of chronic orofacial pain. Thus, physicians should consider the eruption/impaction status of third molars in their decision-making process when treating patients who complain of orofacial pain.
I/R injury occurs during stroke and TBI. It represents a complex pathological event including several processes that can lead to cell membrane disruption, cellular dysfunction and death. The reintroduction of blood flow after the ischemic event may cause detrimental injury to the brain beyond the harm caused by ischemia itself and, therefore, represents a clinical challenge. This so-called I/R injury damages cells in a variety of ways including poration of cell membranes. Hence, methods to improve the endogenous membrane resealing capacity are crucial to prevent neuronal injury.
In the present work, treatment during reoxygenation with the probably most studied CCMS, P188, was investigated in an in-vitro simulation of stroke and TBI in primary isolated cortical mouse neurons. P188 offers a unique hydrophilic/lipophilic character that has been reported to protect different cells and tissues in various experimental settings against I/R and mechanical injury by sealing membranes. The aim of this study was to establish an in-vitro stroke and TBI model and further investigate if P188 directly interacts with neurons after compression and H/R (simulated I/R) injury, when administered at the start of reoxygenation.
The outcome of this treatment was evaluated in regard to cell number/viability, mitochondrial viability, membrane damage by LDH release and FM1-43 incorporation as well as activation of apoptosis by Caspase 3. It could be demonstrated that 5 hours hypoxia ± compression with 2 hours reoxygenation appear to be a suitable model for testing novel treatments. Compared to normoxic cells not exposed to compression, cell number and mitochondrial viability decreased, whereas membrane injury by LDH per total/FM1-43 dye incorporation and Caspase 3 activity increased in cells exposed to hypoxic conditions ± compression followed by reoxygenation.
However, it could not be shown that P188 is capable to protect isolated neurons from H/R and/or compression injury when administered purely as a postconditioning agent. It therefore seems likely that P188 does not directly affect isolated neurons. Yet, it may be able to provide neuronal protection in a different experimental setting.
In conclusion, this work contributes a new model of simulated stroke and TBI in-vitro. In addition, further knowledge about the impact of P188 on injured neurons can be gained. The extent to which the in-vitro results can be transferred to in-vivo mechanisms is yet unclear and offers opportunities for further investigations.
National oral health survey on refugees in Germany 2016/2017: caries and subsequent complications
(2020)
Objectives To assess oral health, caries prevalence, and subsequent complications among recently arrived refugees in Germany and to ompare these findings with the German resident population. Methods This multicenter cross-sectional study recruited 544 refugees aged 3–75+ years; they were examined at ten registration institutions in four federal states in Germany by two calibrated dentists. The refugees were screened for caries (dmft/DMFT) and its complications pufa/PUFA); this data was compared to the resident population via the presentative national oral health surveys). Results The deciduous dentition of the 3-year-old refugees had a mean dmft value of 2.62 ± 3.6 compared with 0.48 dmft in the German resident population, and caries increased to 5.22 ± 3.4 for 6–7-year-olds (Germany: 1.73 dmft). Few refugee children had naturally healthy teeth (7% in 6–7-year-olds, Germany: 56%). In the permanent dentition, the gap in caries prevalence between refugees and the German population decreased with age (35–44-year-olds: 10.55 ± 7.1 DMFT; Germany: 11.2), but refugees exhibited more caries defects (35–44-year-olds DT = 3.13 ± 3.0; Germany: 0.5). German residents had more restorations (35–44-year-olds FT = 4.21 ± 4.6). Regarding complications, the 6–7-year-olds exhibited the highest pufa index (0.86 ± 1.4) which decreased in adolescence (13–17-year-olds, 0.18 ± 0.6) and increased in adults (45–64-year-olds, 0.45 ± 0.8). Conclusion The refugees had high caries experience, often untreated caries teeth and more complications compared with the German resident population, especially in children. Closing this gap by extending preventive systems to the refugees would decrease future treatment needs. Clinical relevance European countries should be prepared for the higher dental treatment needs in recent refugees, especially in
children.
Barrier corona (BC) arrangements are employed in different plasma-based applications such as material surface and exhaust gas treatments. However, a comprehensive study about the discharge behavior and properties in such strongly asymmetric arrangements is still missing. This dissertation is devoted to the detailed investigation of single microdischarges (MDs) in a sinusoidally driven BC discharge in air at atmospheric pressure. The discharge arrangement consist of a sharp metal pin and a dielectric-covered hemispherical electrode. It is the first study of volume BC discharges, in which phasially-resolved spatio-temporal development of the MDs are recorded using a multi-dimensional time-correlated single photon counting (TC-SPC) technique. The morphology of the MDs is recorded using an ICCD camera. A voltage probe and a current probe are employed to measure the applied voltage and current pulses. Furthermore, phase-resolved current measurements and statistical studies of current pulse amplitudes are realized using an oscilloscope.
Due to the asymmetric geometry and material of the electrodes, discharge behavior in the two polarities of the applied sinusoidal voltage is significantly different. For the voltage amplitude being applied, mostly two MDs appear in the anodic pin half-cycles. It is observed that the breakdown mechanism in both MDs is a positive streamer starting near the anode, similar to the single MDs in symmetric dielectric barrier discharges (DBDs). However, the second MDs have different properties, such as longer duration of the bulk plasma and broader current pulses. It is considered that the differences are mainly due to the positive surface charges deposited by the first MDs on the dielectric. It is proposed, for the first time, that the current pulse derivative maximum corresponds to the arrival of the streamer head at the cathode surface. This is used to synchronize the spatio-temporal development of the MDs with their current pulses. The accuracy of the synchronization is limited to the rise-time of the current probe (350 ps). In each cathodic pin half-cycle, only one major MD appears. The appearance and amplitude of the MDs are more erratic compared to the anodic pin polarity. The TC-SPC recordings show that the MDs appearing at low applied voltages have a similar spatio-temporal development to the MDs of the anodic pin polarity. On the other hand, at high applied voltages a development similar to transient sparks, i.e. a double-streamer starting near the tip of the pin (cathode), is observed. The statistical study shows that in DBD-like MDs the current pulse amplitude is not dependent on the appearance phase (or applied voltage), but this is not the case for the transient sparks.
Since BC reactors are also used for air cleaning, a set of experiments is done with 35 ppm toluene additive. It is observed that adding toluene results in 500~V lower breakdown voltage. Hence, the discharge in the presence of toluene is operated under over-voltage condition, resulting in stronger MDs in the anodic pin, and earlier-appearing as well as weaker MDs in the cathodic pin half-cycles.
The results of this dissertation about the spatio-temporal development and statistical behavior of the single MDs are foreseen to be employed in the study and optimization of plasma reactors, such as "Stacked DBD Reactor," which are developed for exhaust gas and material surface treatment. Furthermore, the results are a benchmark for the study of a novel discharge arrangement with a rotating dielectric electrode.
The achievement and monitoring of a good environmental status on continental shelf seas requires
the use of acoustic remote sensing techniques due to their range. The interpretation of acoustic signals
for the identification of benthic communities, however, is still in its infancy. In this thesis, the results
of two field campaigns conducted in a sandy environment off the shore of Sylt Island (North Sea)
utilizing ship- and lander-based acoustic and optical remote sensing techniques are discussed. The
objective of the thesis is a better knowledge of the impact of the polychaete Lanice conchilega on
physical seafloor properties, especially roughness at a cm to mm scale, which is relevant for
understanding acoustic scatter. The results show a clear impact of L. conchilega on roughness even in
sparse populations of less than 2% coverage. However, these sparsely populated areas could not be
reliably identified with acoustic data; a denser population of L. conchilega provided a clearer signal for
the acoustic remote sensing methods. The results are promising regarding the broader use of acoustic
remote sensing techniques for environmental monitoring in selected habitats, although the
determination of minimum population thresholds that can be identified will require further studies.
Ziel der vorliegenden Studie war es ein Schema zum operativen Management ovarieller Prozesse im Kindes- und Jugendalter zu entwickeln, welche als Leitlinie in der klinischen Praxis dienen kann.
Hierzu wurden retrospektiv die Daten von 73 Patientinnen ausgewertet, die in einem Zeitraum von 23 Jahren (1993-2015) im Alter von 0 bis 17 Jahren an der Universitätsklinik Greifswald wegen zystischer Prozesse des Ovars operativ behandelt wurden. 38 Patientinnen hatten eine Laparoskopie und 35 eine Laparotomie erhalten. Zusammenfassend ist anhand der Ergebnisse im Vergleich zwischen der Laparoskopie und dem offenen Verfahren die Laparoskopie bei benignen der Vorzug zu geben. Dagegen sollte bei gesicherter Malignität die Laparotomie an erster Stelle stehen, um eine größtmögliche Sicherheit der operativen Therapie zu gewährleisten und onkologische Standards nicht zu unterschreiten. Damit die optimale Therapie unserer jungen Patientinnen entsprechend ihres Befundes gewählt wird, erarbeiteten wir anhand unserer gewonnenen Erkenntnisse und älterer Studien zwei Managementkonzepte.
Operative Eingriffe am Menschen können durch die entstehenden Gewebeverletzungen eine postoperative Immunsuppression hervorrufen. Dabei wirken Mediatoren auf den Nervus vagus als zentrale Komponente des sogenannten cholinergen antiinflammatorischen Reflexes, welcher für die Herabregulation des Immunsystems ursächlich ist.
Diese Arbeit untersucht die Veränderungen auf Ebene des Maus-Transkriptoms im Rahmen eines intakten N. vagus und im Rahmen einer Vagotomie jeweils nach operativem Trauma. Es wird dargestellt, welche Auswirkungen der Nervus vagus auf den Status der Genexpression hat und welche Gene für die postoperative Immunsuppression ursächlich sein können.
Die grundständigen medizinethischen Ausbildungsbestandteile der ärztlichen und
pflegerischen Fachausbildungen sollen sicherstellen, dass ethische Reflexions- sowie korrespondierende Analyse- und Bewertungskompetenzen vermittelt werden, die ein ethisches Handeln im Berufsalltag ermöglichen. Sie sind dabei zum einen die zentrale Voraussetzung für medizinethisch verantwortbare Entscheidungen und zum anderen Grundlage des persönlichen Sicherheitsempfindens der Entscheidungsträger im Umgang mit diesen Herausforderungen. Dadurch leisten sie nicht nur einen Beitrag zur Effizienzsteigerung im Gesundheitssystem, sondern reduzieren zugleich die mitunter hohen psychischen Belastungen, die durch moralische Herausforderungen sowohl bei den beiden Berufsgruppen, als auch bei den Patientinnen und Patienten entstehen können.
High resolution palaeo-ecological analysis of an Arctic ice-wedge polygon mire (Kytalyk, NE Siberia)
(2020)
Ice-wedge polygon mires are typical features of the Artic and therefore especially affected by climate change. They show, caused by soil-ice action, an amazing regular polygonal structure in meter dimension of higher and lower elevated dry and wet parts, and to this microtopography adapted vegetation. Polygon mires play, analogous to other mires, an important role in carbon sequestration, water balance, wildlife habitat and archive value with local to global significance. By storing enormous amounts of the global soil carbon polygon mires are crucial for our climate. Despite this relevance by covering large areas, polygon mires are comparatively poorly scientifically investigated and understood. It is still difficult to make forecasts on how polygon mires will develop under a changing climate in the Arctic, especially because internal factors and self-organisation complicate the understanding of their functioning. Therefore the investigation of modern and past polygon mires is necessary. This dissertation presents high resolution palaeo-ecological studies of a Northeast Siberian model polygon: ice-wedge polygon Lhc11 located in the Indigirka Lowlands at the scientific station Kytalyk. During field work in July 2011 the study site, covering an area of 26 × 21 m was divided into 546 plots, in which vegetation composition and microtopographical elevation characteristics were assessed and surface samples were collected. For palaeoecological analysis a 105.5 cm long peat section was excavated from the same site. Cluster analysis revealed five plant communities, which are clearly separated with respect to ground surface height, frost surface height and coverages of open water and vegetation, confirming the pattern already identified in other studies of Arctic ice-wedge polygons. The correct recognition of these patterns is crucial in palaeoecological studies in order to reconstruct landscape elements and their dynamics. This recognition requires insight in the short-distance relationships between surface elevation/wetness, vegetation and pollen deposition. The applied pollen-vegetation reference study shows that in general modern pollen deposition in polygon Lhc11 corresponds well with actual vegetation, allowing accurate reconstruction of local site conditions from fossil palynomorph sequences, including the reconstruction of the dynamics of closely spaced microtopographical elements. We conducted an evaluation of common palaeo proxies to compare their wetness reconstruction potential. The analysed proxies macrofossils, pollen, testate amoebae, geochemistry and sediment properties show similar wetness trends. Macrofossils provided the most detailed wetness reconstruction, spanning several wetness classes from very dry to wet, because they could be identified to genus or species level. However, as the proxies sometimes show contradictory results, a multi-proxy approach is preferable over a single proxy interpretation as it allows the reconstruction of environmental development in a broader palaeoecological context. For a better understanding of polygon dynamics and former greenhouse gas fluxes, more detailed and better quantified palaeo-microtopographical information is required. Therefore we developed a new transfer approach for modelling past Ground Surface Heights (GSH) in polygon mires from plant fossils. Based on the composition of modern vegetation we constructed two sets of potential fossil types (plant macrofossils and pollen), an extensive and a more restricted one. We applied Canonical Correspondence Analysis to model the relationships between potential fossil types and measured GSH. Both models show a strong relationship between modelled and measured GSH values and a high accuracy in prediction. Finally, we used the models to predict GSH values for Holocene peat samples. We found a fair correspondence with expert-based multi-proxy reconstruction of wetness conditions, even though only a minor part of the encountered fossils were represented in the GSH models, illustrating the robustness of the approach. The method can thus be used to reconstruct palaeoenvironmental conditions in a more objective way and can serve as a template for further palaeoecological studies. The 4000 years lasting history of the Lhc11 polygon site started with the establishment of a low-centre polygon in a drained thermokarst lake basin. Polygon Lhc11 formed part of a low-centre polygon for about 2000 years, experiencing enormous environmental influences discernible by incidence of silt, charred detritus, change of fossils composition and strongly declined peat accumulation rates and finally developed into a mature and degradation stage, into a low-high-centre polygon, currently characterized by high elevation differences. In the context of less studied but large-scale polygon mire occurrence, the high-resolution analysed ice-wedge polygon Lhc11 delivers insights into state and dynamics of a representative Siberian polygon site, in terms of modern and past vegetation and elevation characteristics. Furthermore the present study provides facilities for palaeoecological polygon studies including a new quantitative elevation modelling approach and provides valuable datasets for future research, e.g. greenhouse gas emissions and therefore contributes to a better understanding of these climate relevant ecosystems.
In dieser Arbeit wurden die in der Augenheilkunde der Universitätsmedizin Greifswald durchgeführten Behandlungsvorgänge eines Basalzellkarzinoms retrospektiv ausgewertet. Dabei wurde der Zeitraum vom 01. 01. 2005 bis zum 20. 03. 2016 betrachtet.
Hinsichtlich der Geschlechterverteilung konnte ein Wert von 56 % für Frauen und von 44 % für Männer ermittelt werden. Somit lag in unserem Patientenkollektiv keine ausgeglichene Verteilung vor, sondern der Anteil der weiblichen Patienten war höher. Die Angaben in der Literatur hierzu sind uneinheitlich.
Bei der Altersverteilung zeigte sich ein deutlicher Anstieg mit zunehmendem Lebensalter ab 61 Jahren, der dann im Bereich von 71 – 80 Jahren sein Maximum erreichte. Danach ging die Anzahl der Behandlungsvorgänge wieder zurück. Dies deckt sich mit der Literatur, allerdings wird dort auch beschrieben, dass eine Inzidenzzunahme beim jüngeren Erwachsenenalter erkennbar ist.
Die mit Abstand häufigste Lokalisation, die von uns gefunden werden konnte, lag am Unterlid vor. Dies ist auch der Teil des Auges, der am wenigsten vor der Sonneneinstrahlung geschützt ist. In absteigender Häufigkeit reihten sich der nasale Lidwinkel, der Rest des Gesichtes, das Oberlid und der temporale Lidwinkel ein. Von einigen Autoren wurde auch in ihrem Patientenkollektiv das Unterlid als der primäre Manifestationsort beschrieben.
Durch die Abgabe eines Präparates an das Institut für Pathologie und die dortige histopathologische Untersuchung konnte die klinisch gestellte Diagnose in 82 % bestätigt werden. Um das vorherrschende Ziel einer R0 – Resektion zu erhalten, war insgesamt 43mal eine Nachresektion notwendig.
Bei der Art der verwendeten Therapiemethode stellte sich vordergründig die chirurgische Exzision, dann als zweithäufigstes die Kryotherapie dar. Gemäß der Literatur konnte hier eine Übereinstimmung für die Chirurgie gefunden werden, als Goldstandart für die Behandlung von Basalzellkarzinomen.
Anhand der Pathologieberichte wurden die Untergruppen ermittelt und es stellte sich der noduläre Typ als der häufigste dar. Auch hierbei besteht ein Konsens mit der gängigen Literatur.
Insgesamt fanden wir 18 Rezidive, wobei 9 davon extern vortherapiert wurden. Die daraus errechnete Rezidivrate für das Behandlungsmanagement der Universitätsaugenklinik Greifswald beträgt somit 2,6 %.
Zuletzt wurde von uns ein Fragebogen erstellt und an einem kleinen Patientenkollektiv erprobt, der zukünftig das Erheben und Auswerten solcher Daten erleichtern und positiv zum Patientenmanagement beitragen soll.
A common task in natural sciences is to
describe, characterize, and infer relations between discrete
objects. A set of relations E on a set of objects V can
naturally be expressed as a graph G = (V, E). It is
therefore often convenient to formalize problems in natural
sciences as graph theoretical problems.
In this thesis we will examine a number of problems found in
life sciences in particular, and show how to use graph theoretical
concepts to formalize and solve the presented problems. The
content of the thesis is a collection of papers all
solving separate problems that are relevant to biology
or biochemistry.
The first paper examines problems found in self-assembling
protein design. Designing polypeptides, composed of concatenated
coiled coil units, to fold into polyhedra turns out
to be intimately related to the concept of 1-face embeddings in
graph topology. We show that 1-face embeddings can be
canonicalized in linear time and present algorithms to enumerate
pairwise non-isomorphic 1-face embeddings in orientable surfaces.
The second and third paper examine problems found in evolutionary
biology. In particular, they focus on
inferring gene and species trees directly from sequence data
without any a priori knowledge of the trees topology. The second
paper characterize when gene trees can be inferred from
estimates of orthology, paralogy and xenology relations when only
partial information is available. Using this characterization an
algorithm is presented that constructs a gene tree consistent
with the estimates in polynomial time, if one exists. The
shown algorithm is used to experimentally show that gene trees
can be accurately inferred even in the case that only 20$\%$ of
the relations are known. The third paper explores how to
reconcile a gene tree with a species tree in a biologically
feasible way, when the events of the gene tree are known.
Biologically feasible reconciliations are characterized using
only the topology of the gene and species tree. Using this
characterization an algorithm is shown that constructs a
biologically feasible reconciliation in polynomial time, if one
exists.
The fourth and fifth paper are concerned with with the analysis
of automatically generated reaction networks. The fourth paper
introduces an algorithm to predict thermodynamic properties of
compounds in a chemistry. The algorithm is based on
the well known group contribution methods and will automatically
infer functional groups based on common structural motifs found
in a set of sampled compounds. It is shown experimentally that
the algorithm can be used to accurately
predict a variety of molecular properties such as normal boiling
point, Gibbs free energy, and the minimum free energy of RNA
secondary structures. The fifth and final paper presents a
framework to track atoms through reaction networks generated by a
graph grammar. Using concepts found in semigroup theory, the
paper defines the characteristic monoid of a reaction network. It
goes on to show how natural subsystems of a reaction network organically
emerge from the right Cayley graph of said monoid. The
applicability of the framework is proven by applying it to the
design of isotopic labeling experiments as well as to the
analysis of the TCA cycle.
Ziel dieser Arbeit war der Nachweis der antimikrobielle Wirksamkeit von oberflächlich, durch einfache chemische Verfahren immobilisiertem PHMB auf Ti6Al4V-Oberflächen gegenüber Gram-positiven und Gram-negativen Erregern mit Standardmethoden und methodischen Varianten.
Die Immobilisierung von PHMB auf Ti6Al4V-Oberflächen erfolgte entweder oxidativ durch die Behandlung der Prüfkörper mit 5 % H2O2 oder über eine alkalische Hydrolyse in 5 M NaOH-Lösung. Als Prüfmikroorganismen dienten die Gram-positiven Schleimbildner S. aureus (ATCC 29213/DSM 2569) und S. epidermidis (ATCC 35984/DSM 28319), als Gram-negativer Vertreter P. aeruginosa (ATCC 27853/DSM 1117). Die Biofilmbildungsintensitäten der eingesetzten Erreger wurden nach Anwendung der Kristallviolett-Färbemethode (Fletcher 1977) quantifiziert. Die Ermittlung der antimikrobiellen Wirksamkeit von PHMB-beschichteten Prüfkörpern erfolgte durch quantitative bzw. qualitative Methoden. Dafür wurden zwei Strategien verfolgt: (1) Herstellung des unmittelbaren Kontakts zwischen Mikroorganismen und antimikrobieller Oberfläche durch Verringerung des Flüssigkeitsvolumens des Kulturmediums mittels Vakuum- oder Wärmebehandlung; und (2) Untersuchung des Adhärenzverhaltens der Mikroorganismen nach 15 min und/oder 6 h Kontakt mit der PHMB-Beschichtung der Ti6Al4V-Prüfkörper. Die Etablierung eines ATP-Tests zur quantitativen Bestimmung der Bakterien war ebenfalls Bestandteil der Untersuchungen zur antimikrobiellen Wirksamkeit. Qualitativ erfolgte die Auswertung mit Hilfe von LIVE/DEAD-Färbungen und des CASO-Agar-Overlay-Tests. Die Validierung der effektiven mikrobioziden Wirksamkeit gegenüber S. epidermidis erfolgte in Co-Kultur-Versuchen mit den Osteoblasten-ähnlichen SaOs-2-Zellen.
Während die Kultivierung von S. aureus und P. aeruginosa im verwendeten Zellkulturmedium DMEM/F12 möglich war, tolerierte S. epidermidis das Medium nicht. Die Entwicklung eines Co-Kulturmediums, bestehend aus 10 % CASO-Bouillon und 90 % Zellkulturmedium, ermöglichte sowohl das Wachstum der Bakterienspecies als auch das der SaOs-2 Zellen, was eine wichtige Voraussetzung für weiterführende Co-Kulturen war. Die Produktion eines Biofilms konnte bei allen Erregern mittels Kristallviolett-Färbung nachgewiesen werden. Nach Herstellung des direkten Kontaktes zwischen den Prüfmikroorganismen und der antimikrobiellen Oberfläche durch Reduzierung des Flüssigkeitsvolumens der applizierten Bakteriensuspensionen, resultierten Reduktionsraten von 3 – 5 log10 für S. aureus und S. epidermidis. Der Gram-negative Erreger P. aeruginosa ist hingegen mit nur 0,5 – 1,5 log10-Stufen Reduktion für diese Methoden als ungeeignet einzustufen ist, da ein Absterben des Erregers aufgrund von Austrocknung nicht auszuschließen war. Die Adhärenz der eingesetzten Mikroorganismen nach 15 min Kontaktzeit und anschließender Inkubation bei 37 °C für 6 h, resultierte in Reduktionsraten von 4 – 5 log10 für S. aureus, 1 – 5 log10 für P. aeruginosa und 3 – 4 log10 für S. epidermidis. Mit PHMB beschichtete Ti6Al4V-Prüfkörper, die in einer Bakteriensuspension für 6 h unter dynamischen Bedingungen inkubiert wurden, zeigten nur Reduktionsraten von ca. 1 – 3 log10-Stufen gegenüber den Testbakterien. Nach 15 min Kontaktzeit auf einer kontaminierte Agar-Oberfläche und weiteren 6 h Inkubation bei 37 °C, konnten auf antimikrobiellen PHMB-Oberflächen Reduktionen von 1 – 2 log10-Stufen ermittelt werden. In angewandten Co-Kulturtests mit S. epidermidis und SaOs-2 Zellen konnte die antimikrobielle Wirksamkeit der PHMB-beschichteten Oberfläche bestätigt werden.
Die antimikrobiell wirksame PHMB-Schicht auf den eingesetzten Ti6Al4V-Prüfkörpern benötigt zur Abtötung von Erregern den direkten Kontakt zwischen der Oberfläche und den Prüfmikroorganismen, um wirksam zu sein. Zudem konnte ermittelt werden, dass PHMB ausschließlich auf der Oberseite der Prüfkörper immobilisiert werden konnte, was die Mikrobiozidie-Testung mit herkömmlichen Methoden erschwert.
Es konnte bestätigt werden, dass oberflächlich immobilisiertes PHMB auf Ti6Al4V-Prüfkörpern sowohl Gram-positive als auch Gram-negative Bakterien bei direktem Kontakt abtötet. Als am besten geeignet für die Testung dieser Oberfläche erwies sich die 6 h-Adhärenz-Methode, bei der nach 6 h oberflächlichem Kontakt quantitativ und qualitativ keine überlebenden Mikroorganismen nachgewiesen werden konnten.
Hintergrund: Aus dem generischen Profilinstrument VR 12 ist es möglich, das präferenzbasierte Lebensquali-tätsinstrument VR-6D abzuleiten. Bislang existieren jedoch keine Untersuchungen, die die Eignung des „deutschsprachigen“ VR-6D für gesundheitsökonomische Fragestellungen adressieren. Die in dieser Arbeit durchgeführten Analysen greifen genau diese Lücke auf.
Methodik: Die vorliegende Arbeit umfasst die Übersetzung des englischsprachigen VR-12 in die deutsche Spra-che sowie die Untersuchung der messmethodischen Eigenschaften des VR-6D an einer Stichprobe von ortho-pädischen und psychosomatischen Patient*innen der medizinischen Rehabilitation. Diese füllten zu Reha-Beginn und am Reha-Ende den VR-12 oder SF-12 Fragebogen u. a. zusammen mit dem EQ-5D Instrument aus. Folgende Eigenschaften wurden analysiert: Fehlende Werte, deskriptive Verteilungseigenschaften, Kennwerte der Übereinstimmungsreliabilität (Intra-Klassen-Korrelationskoeffizienten (ICC) und Bland-Altman-Plots), Kon-struktvalidität (Pearson Korrelationskoeffizient r), Known-Group-Validität von unterschiedlich stark beeinträch-tigten Patient*innen sowie die verteilungsbasierten Effektmaße SES (Standardized Effect Size) und SRM (Stan-dardized Response Mean) zur Erfassung von Gesundheitsveränderungen. Die VR-6D-Ergebnisse wurden mit den Befunden des SF-6D indirekt und mit denen des EQ-5D-5L direkt verglichen. Abschließend erfolgte die Berechnung von Qualitätsadjustierten Lebensjahren (QALYs) mittels des VR-6D, SF-6D und EQ-5D-5L in Abhän-gigkeit der Maßnahmenart (HV= Heilverfahren; AHB= Anschlussheilbehandlung) sowie der körperlichen Funkti-onsfähigkeit (FFbH= Funktionsfragebogen Hannover) für Rehabilitanden der Orthopädie. Hierbei wurde der QALY-Gewinn in einem Zeitraum von einem Jahr ab Rehabilitationsbeginn berechnet.
Ergebnisse Die Übersetzung des englischsprachigen VR-12 in die deutsche Sprache war nur mit sehr wenigen Modifikationen verbunden. Die deskriptiven Kennwerte (MW, SD, Wertebereich, Boden- und Deckeneffekte) des VR-6D zeigten sich vergleichbar mit denen des SF-6D. Es konnten für beide Instrumente weder Boden- noch Deckeneffekte erfasst werden. Übereinstimmungsprüfungen mittels ICC und Bland-Altman-Plots ergaben, dass im indirekten Instrumentenvergleich der VR-6D eine etwas geringere Übereinstimmung mit dem EQ-5D-5L aufweist als der SF-6D mit dem EQ-5D-5L. Zwischen VR-6D und EQ-5D-5L zeigte sich insgesamt eine moderate, jedoch geringere Zusammenhangsstruktur als zwischen SF-6D und EQ-5D-5L, was besonders in der Psychoso-matik zu beobachten war. Die Known-Group-Validität mittels des VR-6D ergab, dass gesundheitlich beeinträch-tigte Patienten einen geringeren Nutzwert aufwiesen als weniger gesundheitlich beeinträchtigte Patient*innen. Vergleichbare Befunde zeigten sich mit dem SF-6D. Die erfassten Änderungssensitivitäten variierten je nach Effektmaß (SES, SRM) und Instrument. Insgesamt konnten mit dem VR-6D kleine bis moderate und mit dem SF-6D moderate Gesundheitsveränderungen erfasst werden. Im Instrumentenvergleich erwies sich der SF-6D in der Orthopädie änderungssensitiver als der VR-6D. Sowohl für Patienten der AHB als auch des HV konnten QALYs generiert werden, wobei sich mit dem VR-6D die geringsten QALYs für die AHB-Patient*innen ergaben. HV-Patient*innen mit einer schlechteren körperlichen Funktionsfähigkeit wiesen ebenfalls einen geringeren QALY-Gewinn mit dem VR-6D als mit dem SF-6D auf.
Diskussion Die mit dem VR-6D erfassten und dem SF-6D ähnlichen deskriptiven Verteilungseigenschaften bele-gen eine gute Vergleichbarkeit der beiden Instrumente und spiegeln internationale Befunde wider. Der VR-6D erwies sich auf Indikationsebene sowie auf Ebene unterschiedlich stark beeinträchtigter Patient*innen als ein differenzierungsfähiges und dem SF-6D vergleichbares Instrument. Die Sensitivität des VR-6D gegenüber Ver-änderungen durch den Erhalt einer rehabilitativen orthopädischen als auch psychosomatischen Behandlung konnte in den hier präsentierten Stichproben belegt werden und stützt internationale Befunde. Die Unter-schiede in den Änderungssensitivitäten zwischen VR-6D und SF-6D in der Orthopädie müssen dennoch weiter erforscht und Vergleichsdaten gegenübergestellt werden. Die Befunde des anwendungsbezogenen Vergleichs halten fest, dass es mit dem VR-6D möglich ist, QALYs für die hier betrachteten Patientengruppen auszuweisen. Die vorliegenden Befunde müssen aufgrund des Fehlens von weiteren Referenzdaten dennoch mit Bedacht interpretiert werden und machen zusätzliche Forschungsaktivitäten notwendig.
Neue Antibiotika und Präventionsmaßnahmen gegen S. aureus sind aufgrund der starken Ausbreitung multiresistenter S. aureus-Stämme dringend erforderlich. Zur Entwicklung von Therapie- und Präventionsmaßnahmen werden geeignete Infektionsmodellen benötigt, die die klinische Situation möglichst exakt widerspiegeln. Da die Spezies S. aureus stark wirtsspezifisch ist, könnten wirtsadaptierte S. aureus-Stämme hierbei äußerst hilfreich sein. In der Infektionsforschung werden vor allem Mausmodelle verwendet. Da bisher jedoch angenommen wurde, dass Mäuse keine natürlichen Wirte von S. aureus sind, sind S. aureus-Forscher davon ausgegangen, dass Mäuse kein geeignetes Modell darstellen. Das wurde durch unsere und andere Arbeitsgruppen allerdings in den letzten Jahren widerlegt. Wir konnten zeigen, dass Labor- und Wildmäuse mit S. aureus besiedelt sind.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte geklärt werden, ob murine Infektionsmodelle durch die Verwendung von mausadaptierten S. aureus-Stämmen optimiert werden können. Aus über 250 S. aureus-Stämmen, die aus Labor und Wildmäusen isoliert wurden, wurden vier mausadaptierte S. aureus-Isolate ausgewählt und mit dem humanen S. aureus-Isolat Newman in einem Pneumonie- und Bakteriämiemodell vergleichen. Diese Stämme wiesen einen repräsentativen spa-Typ sowie typischen Phagenmuster und Virulenzgene auf. Zudem waren sie in der Lage, murines Plasma zu koagulieren und in murinem Vollblut zu replizieren.
Es zeigte sich, dass das murine Isolat S. aureus DIP sowohl im Pneumonie- als auch im Bakteriämiemodell deutlich virulenter war als das humane Isolat Newman und die anderen getesteten mausadaptierten Stämme. Nach kürzester Zeit starben alle Tiere, die mit S. aureus DIP infiziert wurden. Wurde die Infektionsdosis im Vergleich zu Newman um 90 % reduziert, waren die bakterielle Last, der Belastungsscore, sowie die Zytokin- und Chemokinkonzentrationen nach Infektion mit S. aureus DIP bzw. S. aureus Newman vergleichbar. Im Besiedlungsmodell konnte gezeigt werden, dass die mausadaptierten Stämme S. aureus JSNZ sowie S. aureus DIP in der Lage sind, Mäuse über einen Zeitraum von 7 Tagen stabil zu besiedeln. Mäuse, die mit S. aureus Newman besiedelt waren, konnten den Stamm innerhalb dieses Zeitraums eliminieren. Die Genomsequenzierung der in vivo verwendeten S. aureus Stämme zeigte, dass lediglich S. aureus DIP für das Leukozidin LukMF‘ kodiert. Das lässt vermuten, dass die Präsenz des Virulenzfaktors für die gesteigerte Virulenz von S. aureus DIP verantwortlich sein könnte.
Des Weiteren sollten in dieser Arbeit ein Besiedlungsmodell mit murinen S. aureus-Isolaten etabliert und die beteiligten Immunzellen quantifiziert werden. Es zeigte sich, dass Mäuse mit murinen S. aureus-Isolaten bis zu 7 Tage besiedelt werden können wohingegen S. aureus Newman zu diesem Zeitpunkt nur noch in 20 % der Tiere nachweisbar war. Zudem konnte bei der intranasalen Besiedlung mit einer hohen Dosis S. aureus DIP [1 × 10^8 CFU] gezeigt werden, dass sowohl Th17-Zellen als auch γδ-T-Zellen nach 7 Tagen IL-17A, IL-17F und IL-22 produzieren. Jedoch konnte die Zytokinproduktion nur in Tieren nachgewiesen werden, die einen hohen Belastungsscore aufwiesen. Da nach 24 Stunden bei Tieren mit hohem Belastungsscore auch Bakterien in der Lunge detektiert wurde, ist anzunehmen, dass S. aureus diese Tiere nicht nur besiedelt, sondern bei ihnen auch eine Atemwegsinfektion verursacht hatte. Durch den geringen prozentualen Anteil an ILCs in den zervikalen Lymphknoten war es nicht möglich Rückschlüsse auf deren Zytokinproduktion zu ziehen. Somit gelang es zwar ein murines S. aureus-Besiedlungsmodell zu etablieren, jedoch kann keine Aussage zu den beteiligten Zellen des Immunsystems getroffen werden.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass Labormäuse mit mausadaptierten S. aureus-Stämmen länger besiedelt werden können als mit dem humanen Referenzstamm Newman. Zudem konnte mit Hilfe des mausadaptierten Stammes S. aureus DIP die Infektionsdosis im Pneumonie- und Bakteriämiemodell erheblich reduziert werden. Somit gelang es Mausmodelle durch die Verwendung von mausadaptierten S. aureus-Stämmen zu optimieren, auch wenn das nicht auf alle getesteten Isolate zutrifft. Durch die Anpassung an den murinen Wirt stellen mausadaptierte S. aureus-Stämme wie DIP und JSNZ ein physiologischeres Modell der Pathogen-Wirts-Interaktion dar. Die Verwendung eines solchen Stammes ermöglicht es ein besseres Verständnis für Infektionsprozesse und die Pathogen-Wirt-Interaktionen zu erlangen und dadurch eventuell neue Therapiemöglichkeiten zu entwickeln.
Es ist zu berücksichtigen, dass auch die Verwendung mausadaptierter S. aureus-Stämme in murinen Besiedlungs- und Infektionsmodellen lediglich ein Modell darstellt, welches Vor- und Nachteile hat. Daher ist es essenziell, dass Wissenschaftler die Grenzen jedes Modellsystems kennen und das richtige Infektionsmodell (oder eine Kombination davon) auswählen, um ihre Forschungsfragen zu beantworten.
Es wurde eine Methode zur Herstellung ultradünner Filme aus Metall bzw. metallischen Verbindungen (Legierungen) etabliert. Die Struktur und die physikalischen Eigenschaften der Filme wurden untersucht. Die entwickelte Präparationsmethode beruht auf induzierter Filmkontraktion nach erzwungener Benetzung (iFCaFW). Die Filme bestehen aus ultradünnen vertikal heterostrukturierten Multischichten (2D-VHML), sie entstehen durch den Beschichtungsvorgang und bestehen aus jeweils einer nm-dicken metallischen Schicht (M) eingebettet zwischen zwei Metall(hydr)oxidschichten (MOxHy) im nm- bis sub-nm Bereich. Dieser vertikal heterostrukturierte Aufbau wurde bei allen untersuchten Filmmaterialien beobachtet. Alle in dieser Arbeit vorgestellten Schichtsysteme wurden unter atmosphärischem Druck hergestellt. Es konnten Substrate aus Silicium und Muskovit sowie aus Borosilikat- und Kalk-Natron-Glas (Objektträger) beschichtet werden. Jede, aus flüssigem Metall bzw. flüssiger Legierung hergestellte Schicht verfügt über eine feste (Hydr)oxidschicht an der Luftgrenzfläche. Diese feste (Hydr)oxidschicht fungiert als Substrat für die nächste darüber aufgebrachte Schicht aus flüssigem Metall bzw. flüssiger Legierung. Somit entstehen vertikal heterostrukturierte Multischichten durch identische Wiederholung des Beschichtungsvorgangs. Dies ist eine innovative und vergleichsweise umweltfreundliche Methode, um transparente, elektrisch leitfähige und lateral homogene nm-dünne ein- oder mehrschichtige Metallfilme herzustellen. Verwendet wurden Metalle mit sehr niedriger Schmelztemperatur (kleiner als 300 °C), wie Bismut, Gallium, Indium, Zinn und ihre Legierungen. Die hohe Oberflächenspannung der geschmolzenen Metalle und Legierungen sowie die Adhäsion mit der die (Hydr)oxidhaut dieser Metalle und Legierungen auf verschiedenen Substraten haftet ermöglicht die Beschichtungsmethode.
Die Herausbildung neuer Medizinisch-Wissenschaftlicher Gesellschaften ergab sich zwangsläufig aufgrund der Teilung Deutschlands nach dem zweiten Weltkrieg. Die Isolation von der internationalen Wissensentwicklung galt es zu überwinden. So gründete sich infolgedessen am 15. September 1950 auf Bestreben der Klinikdirektoren der Greifswalder Universitätszahnklinik Prof. Dr. Otto Hübner und der Rostocker Universitätszahnklinik Prof. Dr. Dr. Matthäus Reinmöller die ´Medizinisch-Wissenschaftliche Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde für Mecklenburg´ in Güstrow. Im Vorfeld der Gründung kam es zu Diskussionen über die Gründungsmodalitäten. Prof. Hübner sprach sich vehement für die Gründung einer zahnärztlichen Fachgesellschaft aus, während sich Prof. Reinmöller, aus Furcht vor dem Abspalten der Zahnmedizin von der Medizin, gegen die Gründung aussprach, jedoch unter Darlegung seiner Vorbehalte schließlich zustimmte. Damit wurde der Grundstein für eine Reaktivierung des wissenschaftlichen Lebens der Zahnärzteschaft in Mecklenburg und Vorpommern gelegt, welcher die Entwicklung der Zahnmedizin in diesem Land bis heute maßgeblich positiv beeinflusste und weiterhin beeinflusst.
Während ihrer 70-jährigen Geschichte musste die Gesellschaft aufgrund der Änderung der politischen Rahmenbedingungen zehn Namensänderungen durchführen. Ferner musste sie die Ausgründung von zwei Bezirksgesellschaften akzeptieren und nur noch als Muttergesellschaft fungieren. Schließlich durfte sie die Wiedervereinigung der Bezirksgesellschaften mit der Muttergesellschaft erleben. Auch das Entstehen der Gremien der Selbstverwaltung nach der Wende 1990 überstand sie und beeinflusste sie positiv. Heute schaut sie auf eine produktive und gedeihliche Zusammenarbeit mit der Zahnärztekammer Mecklenburg-Vorpommern zurück. Sie versteht sich unverändert als Bindeglied zwischen der wissenschaftlich interessierten Zahnärzteschaft des Bundeslandes Mecklenburg-Vorpommern und den beiden Landesuniversitäten Greifswald und Rostock. Die Vorstände der Gesellschaft haben es immer verstanden, trotz verschiedener Änderungen der gesellschaftlichen Bedingungen in den 70 Jahren ihres Bestehens, den ureigenen Zweck des Wissenstransfers in den Vordergrund ihrer Arbeit zu stellen. Davon zeugt heute weiterhin die hohe Akzeptanz der Gesellschaft bei ihren Mitgliedern, den Universitäten in Greifswald und Rostock, der Zahnärztekammer Mecklenburg-Vorpommern und der gesamten Kollegenschaft, nicht nur in Mecklenburg-Vorpommern, wie an den gemeinsam ausgerichteten jährlichen Zahnärztetagen und Jahrestagungen deutlich wird.
Die McsB Argininkinase spielt in grampositiven Bakterien wie Bazillen, Staphylokokken und Listerien durch die Phosphorylierung von Guanidinogruppen eine gesonderte Rolle innerhalb der Familie der Kinasen. Insbesondere während der bakteriellen Stressadaptation scheint diese Art der posttranslationalen Proteinmodifikation von großer Bedeutung zu sein. Um die Funktionsweise der McsB Kinasefunktion in Verbindung mit dessen McsA Modulatorprotein besser verstehen zu können, wurden konservierte Arginine gegen Lysin substituiert. Auf diese Weise konnten entscheidende intramolekulare Positionen identifiziert werden, die für die Ausbildung der Autokinase- bzw. Phospho-Transferase Aktivität von Bedeutung sind. Diese konnten darüber hinaus in Einklang mit der McsB Struktur (Suskiewicz et al., 2019) gebracht werden.
Eines der Zielproteine für die McsB vermittelte Argininphosphorylierung (Arg-P) ist dabei der CtsR Regulator, welcher die Genexpression der Clp-Maschinerie in Bacillus subtilis reprimiert. Mit Hilfe globaler Transkriptomanalysen war es möglich, neben den bereits etablierten Zielgenen auch eine Art fine-tuning Regulation des MhqR Regulons aufzuzeigen.
Zwei weitere Proteine, die durch McsB vermittelte Arg-Ps beeinflusst werden, sind der Modulator der generellen Stressantwort, MgsR, und die intrinsisch inaktive Glutamat-Dehydrogenase GudB. Insbesondere GudB fällt durch die Identifikation von 15 Phospho-sites auf, wohingegen lediglich zwei Arg-P Bindungsstellen für MgsR nachgewiesen werden konnten (Elsholz et al., 2012; Schmidt et al., 2014; Trentini et al., 2016). Dennoch ist die GudB Stabilität nur geringfügig durch die McsB Kinasefunktion beeinflusst, wohingegen die MgsR Degradation entscheidend durch Arg-Ps beeinflusst scheint. Durch die Substitution der Arginine von MgsR gegen Glutamat wurde eine Art Phospho-Mimikry integriert. So konnten die Auswirkungen auf Regulatoraktivität und Stabilität von MgsR durch mögliche Arg-Ps im Detail untersucht werden.
In diesem Zusammenhang wurden durch detaillierte Untersuchungen der MgsR Degradation zusätzliche Informationen zur Funktionsweise von McsB als Adapterprotein gesammelt. Dieses legten die Vermutung nahe, dass McsB nicht nur als ClpC-Adapterprotein fungiert, sondern darüber hinaus auch die ClpX-abhängige Proteindegradation unterstützt.
Kaltes, gewebeverträgliches Plasma (tissue tolerable plasma – TTP) besitzt vielfach nachgewiesene anti-Tumor Effekte und stellt eine potentielle Option für die Tumortherapie dar. TTP ist ein partiell ionisiertes Gas, das durch Generierung reaktiver Spezies dosisabhängig proliferationshemmende Eigenschaften besitzt und dabei selektiver auf maligne gegenüber nicht-maligne Zellen wirkt. Das Pankreaskarzinom ist trotz moderner Medizin noch immer eine große Herausforderung im klinischen Alltag. Charakteristisch für das Pankreaskarzinom ist eine hochgradige Resistenz gegenüber Chemotherapeutika. Das potenteste Standardchemotherapeutikum Gemcitabin verlängert die mittlere Überlebenszeit nur um knapp zwei Wochen. TTP könnten hier eine Verbesserung bringen und durch synergistische Effekte eine Therapieergänzung darstellen.
Die vorliegende Arbeit untersucht in vitro die Effekte von TTP-behandeltem Medium und Gemcitabin auf murine 6606PDA-Pankreaskarzinomzellen und C57BL/6 Fibroblasten. Im Zellviabilitätsassay zeigte die Kombinationstherapie einen signifikant höheren inhibitorischen Effekt auf 6606PDA-Zellen als die jeweiligen Monotherapien. 25 s TTP-Behandlung führten bereits zu einer 50 % Reduktion der Zellviabilität. Im Gegensatz dazu waren es bei den Fibroblasten 70 s. Die Zugabe des Radikalfängers N-Acetylcystein bestätigte durch Abschwächung der TTP-Effekte die Mitbeteiligung reaktiver Spezies. Apoptose wurde im Caspase 3/7 Assay und p38 MAPK im Western Blot analysiert. Auch hier konnte die höchste Apoptoserate in 6606PDA-Zellen nach Kombinationsbehandlung nachgewiesen werden. Weiterhin inhibierte TTP alleine sowie in Kombination mit Gemcitabin signifikant die Tumorzellmigration. Durch die synergistischen Effekte war insgesamt eine Dosisreduktion von Gemcitabin bei signifikant hohem Tumorzelluntergang möglich.
Erstmalig konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass TTP-behandeltes Zellkulturmedium mit Gemcitabin in 6606PDA-Zellen synergistische anti-Tumor Effekte aufweist. Dabei konnten grundlegende Erkenntnisse über die molekularen Wirkungen gewonnen werden. Diese Ergebnisse müssen nun in weiteren Arbeiten in vivo verifiziert werden, um später einen erfolgreichen Transfer „from bench to bedside“ zu ermöglichen.
Gutartige knöcherne Läsionen der Wirbelsäule sind häufig, es fehlen jedoch genaue Schätzungen der Bevölkerungsprävalenz. Diese Arbeit zielte darauf ab, die ersten bevölkerungsbezogenen Prävalenzschätzungen bereitzustellen und den Zusammenhang mit Rücken- und Nackenschmerzen zu untersuchen.
Verwendet wurden die Daten aus der bevölkerungsbezogenen Gesundheitsstudie Study of Health in Pomerania (SHIP). Die Ganzkörper-MRT-Untersuchungen wurden am 1,5 Tesla MRT durchgeführt. MRT-Bilder der Wirbelsäule in T1-, T2- und TIRM-Wichtung waren von 3.259 Teilnehmern verfügbar. Die Befundung der spinalen MRT-Bilder erfolgte nach einem standardisierten Protokoll. Die Intraobserverreliabilität war größer als der geforderte Kappa- Werte von 0,98. Die Angaben aus dem standardisierten Fragebogen zu Rückenschmerzen umfassten mitunter die Schmerzintensität, Dauer der Schmerzen und schmerzbedingte Beeinträchtigung. Unterschieden wurden die Zeiträume der letzten sieben Tage und letzten drei Monate.
1.200 (36,8%) Teilnehmer zeigten mindestens eine knöcherne Läsion (insgesamt 2.080 gefundene Läsionen). Bei einem Probanden wurden bis zu acht knöcherne Läsionen gefunden. Ossäre Läsionen waren bei Männern weniger häufig als bei Frauen (35,5% gegenüber 38,9%; P = 0,06). Darüber hinaus war die Prävalenz knöcherner Läsionen bei L2 bei beiden Geschlechtern am höchsten. Mit dem Alter nahm zudem die Prävalenz knöcherner Läsionen zu. beobachtet. Am häufigsten traten Hämangiome (28%) und Lipome (13%) auf. Sklerose (1,7%) und Blastom (0,3%) waren selten. Verschiedene knöcherne Läsionen traten auch häufiger in Kombination miteinander auf.
Der Zusammenhang mit Rücken- oder Nackenschmerzen war bei Betrachtung der ossären Läsion nach Lokalisation in der Wirbelsäule als auch der Art der Entität meist vernachlässigbar. Ossäre Läsionen sind in der Allgemeinbevölkerung zwar häufig, haben jedoch keine klinische Relevanz für Rückenschmerzen. Durch diese bevölkerungsbasierten Daten fällt die Beurteilung der klinischen Relevanz von Knochenläsionen, die bei MRTs von Patienten beobachtet werden leichter.
Langzeitergebnisse nach endoskopischer Resektion von Kolloidzysten: Eine Retrospektive Datenanalyse.
(2020)
Sowohl die mikrochirurgische als auch die endoskopische Entfernung sind sichere und etablierte Therapieverfahren zur Behandlung von Kolloidzysten im 3. Ventrikel. Seit Jahrzehnten herrschte eine Debatte darüber, welche Technik die Beste und Effektivste ist. Viele Studien haben gezeigt, dass die Raten einer vollständigen endoskopischen Zystenentfernung geringer sind als bei den mikrochirurgischen Fallserien. Daraus resultiert ein erhöhtes Risiko für ein Zystenrezidiv. Leider gibt es bisher nur wenige Langzeitstudien zur Rezidivrate. Aus diesem Grund entschieden wir uns für eine erneute Auswertung unserer frühesten 20 Fälle. Die Zielsetzung dieser Studie war eine Evaluation der Langzeitergebnisse nach endoskopischer Operation hinsichtlich der Rate an vollständiger Zystenresektion, der Zystenrezidive und des Therapieerfolges.
Im Zeitraum von August 1993 und Dezember 2008 wurden in unserer neurochirurgischen Klinik 20 Patienten mit symptomatischen Kolloidzysten endoskopisch behandelt. Von September 2009 bis November 2011 erfolgte die Nachuntersuchung, an der insgesamt 18 Patienten teilnahmen. Von 17 Patienten könnte eine aktuelle MRT akquiriert werden.
Eine endoskopische Kolloidzystenresektion wurde bei insgesamt 19 Patienten durchgeführt. Bei einem Patienten wurde nur eine endoskopische Plexuskoagulation und Erweiterung des ipsilateralen Foramen Monroi durchgeführt. Eine komplette Zystenentfernung gelang bei 16 Patienten. In 3 Fällen musste ein kleiner Zystenmembranrest belassen werden. Während einer Operation musste auf eine mikrochirurgische Technik umgestellt werden. Geringfügige vorübergehende Komplikationen traten bei 6 Patienten auf. Die durchschnittliche Follow-up-Dauer der Patientenkohorte betrug 188 Monate. Die präoperativ beklagte Beschwerde-symptomatik konnte bei 16 Patienten komplett behoben und bei 2 Patienten gebessert werden. In dem Fall wo die Zyste belassen wurde, zeigte sich bildgebend keine Größenzunahme. In 2 von 3 Fällen mit Zystenresten kam es zu einem Rezidiv. Keines der Zystenrezidive verursachte im Follow-up-Zeitraum Symptome oder musste operativ behandelt werden.
Unsere Studie konnten zeigen, dass die endoskopische Kolloidzystenresektion eine sichere und effektive Behandlungsmethode mit exzellenten Langzeitergebnissen ist.
Weiterhin stellten wir fest, dass wenn auch nur kleinste Reste der Zystenmembran zurückbleiben, ein signifikantes Risiko für ein Zystenrezidiv besteht. Als Therapie erster Wahl empfehlen wir deshalb eine primär komplette endoskopische Kolloidzystenentfernung. Es gibt weiterhin keinen wissenschaftlichen Beweis dafür, welches operative Behandlungsverfahren das Beste ist.
Im Rahmen der vorliegenden Analyse wird das Interventionsprogramm Cordiva der AOK Nordost für Menschen mit Herzinsuffizienz auf der Basis von Abrechnungsdaten evaluiert. Die Intention-to-treat Analyse zeigt positive Effekte der telemedizinischen Intervention für die teilnehmenden Versicherten. Das adjustierte OR für Überleben nach einem Jahr beträgt 1,47 gegenüber der gemachten Kontrollgruppe (95%-CI: 1,21 - 1,80, p < 0,001) und ist auch nach zwei Jahren ähnlich groß (adjustiertes OR = 1,51, 95%-CI: 1,28 - 1,77, p < 0,001). Bei den Gesundheitskosten unterscheiden sich die Ergebnisse in städtischen (-18 Euro pro Quartal und Versicherten) und ländlichen Regionen (-276 Euro pro Quartal und Versicherten). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Intervention insgesamt wirksam und für große Patientengruppen auch gesundheitsökonomisch effizient ist.
Die mit Adipositas assoziierende Insulinresistenz (IR) ist seit Jahren ein Schwerpunkt der medizinischen Forschung. Studien, die entweder computertomographisch oder magnetresonanztomographisch eine Quantifizierung von viszeralem- (visceral adipose tissue, VAT), subkutanem- (subcutaneous adipose tissue, SAT) oder Leberfett (liver fat content, LFC) vornahmen und die Assoziation zu IR untersuchten, suggerierten meistens eine zentrale Rolle für VAT oder LFC. Ferner stellen vom Fettgewebe sezernierte Adipokine eine weitere Verbindung in der Assoziation von Adipositas zu IR dar. Leptin und Vaspin haben bekanntermaßen einen insulinsensitivierenden Effekt und sind somit potenzielle Diagnostik- oder Therapieansatzpunkte. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Assoziationen von VAT, SAT und LFC, quantifiziert basierend auf Ganzkörper-Magnetresonanztomographie, zu IR, Leptin und Vaspin.
Insgesamt wurden 1825 Erwachsene, ohne bekannten Diabetes mellitus, aus der Study of Health in Pomerania (SHIP) – TREND in die Studien eingeschlossen. Von diesen fielen 981 Probanden in die Insulinresistenz-, bzw. -sensitivitätstestung mittels homeostasis model assessment (HOMA) -IR bzw. ISI(comp) (composite, Matsuda). Eine weitere Subgruppe umfasste 698 Teilnehmer, bei denen Leptin und Vaspinserumspiegel mittels ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) Technik bestimmt wurden. Die Analysen beinhalteten adjustierte Varianz- und Regressionsanalysen. Zur Abschätzung des individuellen Effektes der einzelnen Fettkompartimente auf IR oder Adipokine wurde die Residualmethode angewandt. Letztere zeigte eine starke Assoziation von SAT zu Leptin, unabhängig vom HOMA-IR-Status, aber keine Assoziation von VAT oder LFC zu Leptin. Außerdem wurde eine positive Assoziation zwischen LFC und Vaspin sichtbar, welche maßgeblich durch Probanden mit niedrigen HOMA-IR beeinflusst wurde. In den HOMA-IR und ISI(comp) Analysen konnten positive (HOMA-IR) bzw. inverse [ISI(comp)] Assoziationen zu allen Fettkompartimenten dargestellt werden, die stärksten Beziehungen zeigten jedoch SAT und LFC. Schlussfolgernd konnte eine vorherrschende Rolle für SAT und LFC in Bezug auf Leptin- bzw. Vaspinserumspiegel gezeigt werden. Die Residualanalysen betonten die einflussreiche Wirkung von ektopisch gespeichertem Fettgewebe in der Leber auf Biomarker der IR.
Die Study of Health in Pomerania (SHIP) der Universität Greifswald ist eine randomisierte, kontrollierte und bevölkerungsrepräsentative Untersuchung und bildet die Grundlage der vorliegenden Arbeit. In dieser Arbeit wurde der Einfluss des Alters und des Geschlechts auf die Anatomie des Kiefergelenks und speziell auf die Form des Processus condylaris mandibulae und die Dicke der Weichgewebe kranial des Kondylus untersucht. Grundlage dieser Untersuchung sind multiplanare Rekonstruktionen von T1 gewichteten axialen Bildern mit 1 mm starken Schichten des 1,5 Tesla Magnetresonanztomograph Magnetom Avanto der Firma Siemens Medical Systems.
Die MRT-Aufnahmen wurden mithilfe des open source-Programms Osirix für Mac OS befundet. Es wurden fünf Formen des Processus condylaris mandibulae kategorisiert und die Dicke des Weichgewebes kranial des Kondylus in 3 Bereichen vermessen. Zwei Observer erhoben ohne Kenntnis von Alter und Geschlecht der Probanden und unabhängig voneinander die Daten. Alle Messwerte wurden über ein Plug-In automatisch in eine zugriffsbeschränkte Webmaske überführt. Bei Abweichungen zwischen den Observern in der Kategorie der Form des Kondylus legte ein dritter Observer unabhängig die Form fest. Bei allen stetigen Variablen wurde der Mittelwert der beiden gemessenen Werte zur Auswertung herangezogen. Die Untersuchung der Interobserverabweichung war gering und lässt so auf eine gute Reproduzierbarkeit der Messwerte schließen.
Von den 707 Probanden wurden bei 696 das entsprechende Kopf-MRT angefertigt. Bei 692 konnten die Kondylusformen kategorisiert werden. Ursachen für die fehlende Kategorisierbarkeit waren überwiegend Artefaktbildungen durch Bewegungen während der Aufnahmen.
Es wurden die fünf folgenden Kondylusformen kategorisiert: flache Typ A-Kondylen, elliptische Typ B-Kondylen, runde Typ C-Kondylen, Kondylen vom Typ D mit einem Scheitelpunkt auf dem lateralen Anteil der artikulierenden Fläche und Kondylen vom Typ E mit einem Scheitelpunkt auf dem medialen Anteil der artikulierenden Fläche. 8,82 % der Kondylen waren vom Typ A, 72,11 % konnten dem Typ B zugeordnet werden. 8,60 % der Kondylen gehörten zum Typ C. Typ D-Kondylen waren zu 6,00 % und Typ E-Kondylen zu 4,48 % zu beobachten. Einige Formen scheinen geschlechtsspezifischer zu sein als andere. So waren unter den Probanden mit einem runden Typ C-Kondylus auf der linken Seite 2,59-mal so viele Frauen (p=0,003) wie unter den Probanden mit elliptischen Typ B-Kondylen. Auch das Alter scheint einen Einfluss auf die Kondylusform zu haben. Probanden mit einem rechten Typ D-Kondylus waren durchschnittlich 4,8 Jahre jünger als Probanden mit einem elliptischen Typ B-Kondylus auf der rechten Seite. Probanden mit einem rechten Typ E-Kondylus waren durchschnittlich 5,7 Jahre älter als Probanden mit einem rechtem Typ B-Kondylus. Symmetrische Kondylusformen rechts und links traten bei 70,72 % der Probanden auf und waren signifikant häufiger (p<0,001). Ob asymmetrische Kondylusformen einen Krankheitswert darstellen, muss in weiterführenden Untersuchungen geklärt werden.
Die größte Weichgewebsdicke kranial des Kondylus auf schräg koronaren Schichtaufnahmen senkrecht zur Facies articularis war rechts 4,67 mm und links 4,69 mm stark. Ältere Probanden hatten pro Lebensjahr eine um 0,007 mm (p=0,008) stärkere Weichgewebsdicke kranial des Kondylus auf der linken Seite. Rechts bestand keine Signifikanz (p=0,072). Die größte Weichgewebsdicke kranial des Kondylus war bei Männern rechts 0,75 mm und links 0,72 mm dicker als bei Frauen (p<0,001).
Auf schräg sagittalen Schnitten durch das Kiefergelenk wurden in zwei weiteren Bereichen die Weichgewebsdicke gemessen. Beide Weichgewebsdicken wurden vom kranialen Scheitelpunkt des Kondylus 45° zur Frankfurter Horizontalen nach anterior (HW 45 ant) und 45° zur Frankfurter Horizontalen nach posterior (HW 45 post) vermessen. Die Differenz (HWD) von anteriorer (HW 45 ant) und posteriorer (HW 45 post) Weichgewebsdicke lässt Rückschlüsse auf die anterio-posteriore Verteilung des Weichgewebes um den Kondylus zu. Ist die Differenz (HWD) positiv, so befindet sich mehr Weichgewebe anterior des Kondylus. Ist die Differenz (HWD) negativ, so befindet sich mehr Weichgewebe posterior des Kondylus. Die Differenz (HWD) war bei Männern rechts um 0,55 mm (p<0,001) und links um 0,41 mm (p<0,001) geringer als bei Frauen. Die Weichgewebsdifferenz (HWD) nahm unabhängig vom Geschlecht pro Lebensjahr rechts um 0,018 mm (p<0,001) und links um 0,011 mm (p<0,001) ab.
Die Form des Kondylus hatte Einfluss auf die größte Weichgewebsdicke (HW) kranial des Kondylus. Flache Typ A-Kondylen hatten rechts 0,13 mm (p=0,355) und links 0,44 mm (p<0,001) größere Weichgewebsdicken (HW) kranial des Kondylus als elliptische Typ B-Kondylen. Runde Typ C-Kondylen hatten rechts 0,74 mm (p<0,001) und links 0,56 mm (p<0,001) geringere Weichgewebsdicken (HW) kranial des Kondylus als elliptische Typ B-Kondylen.
Die Methodik der vorliegenden Arbeit ist geeignet um Formen des Processus condylaris mandibulae reproduzierbar festzulegen und um das Weichgewebe kranial des Processus condylaris mandibulae reproduzierbar zu vermessen.
Die Behandlung von Dysfunktionen im Bereich der tiefen Hals- und Nackenmuskulatur gehören zur täglichen Arbeit in verschiedenen klinischen Disziplinen wie zum Beispiel der Zahnmedizin, Traumatologie, Osteopathie und Physiotherapie. Unsere Studie dient der Erfassung von Strukturveränderungen an ausgewählten Hals-und Nackenmuskeln mittels MRT als Diagnostikmittel vor Therapieplanung im Kopf-Halsbereich. Die Daten aus einem nicht vorselektierten Probandengut dienen als Grundlage für weitere evidenzbasierte, klinische Untersuchungen und Therapieplanungen. Die SHIP-Studie der Universitätsmedizin Greifswald ermöglicht die Beurteilung der Hals- und Nackenmuskulatur an einer repräsentativen Bevölkerungsstichprobe. Die Datenerhebungen bisheriger Studien erfolgten immer auf Basis einer vorselektierten Population. Eine Übertragung der daraus gewonnenen Ergebnisse auf die Normalbevölkerung konnte bisher nur sehr eingeschränkt erfolgen.
Auf Grundlage von sagittalen und transversalen MRT-Aufnahmen im Bereich der Kopf-Hals-Region wurden an 454 Probanden beiderlei Geschlechts zweier Kohorten die Muskel/Fett-Indizes der Hals-und Nackenmuskeln erstellt. Die Muskeln wurden von zwei unabhängigen Untersuchern mit Hilfe des DICOM-Betrachters OsiriX manuell in der transversalen Schnittebene umfahren. Die ermittelten Signalintensitäten der Muskeln wurden in Relation gesetzt zu den Signalintensitäten des Fettgewebes aus der Nackenregion. Alle Befunde wurden in einer standardisierten Datenmaske der SHIP gespeichert. Es wurde ein statistischer Vergleich der an 365 Probanden ermittelten Muskel/Fett-Indizes zwischen den Muskeln (Seitenunterschiede, Höhenunterschiede gemessen an den Wirbelkörperhöhen) durchgeführt. Weiterhin wurden Zusammenhänge erfasst zwischen der fettigen Infiltration in Form eines erhöhten Muskel/Fett-Indexes als Zeichen degenerativer Umbauprozesse der tiefen Hals- und Nackenmuskulatur, dem Alter, dem Geschlecht und dem Body-Mass-Index.
Im Seitenvergleich zeigte allein der M. levator scapulae signifikante Unterschiede. Der rechte M. levator scapulae zeigte einen höheren Muskel/Fett-Index als der linke M. levator scapulae. Im Geschlechtervergleich konnte am M. obliquus capitis inferior
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ein höherer Muskel/Fett-Index bei Männern aufgezeigt werden. Der Höhenunterschied am M. sternocleidomastoideus, der auf Wirbelkörperhöhe C3 und C5 gemessen wurde, zeigte einen signifikanten Höhenunterschied am linken M. sternocleidomastoideus bei Männern.
Alle ausgewerteten Muskeln korrelierten mit dem BMI. Je höher der BMI wurde, desto niedriger wurde der Muskel/Fett-Index. Der Muskel/Fett-Index korrelierte schwach mit dem Alter mit Ausnahme des linken M. obliquus capitis inferior und des rechten M. sternocleidomastoideus auf Wirbelkörperhöhe C3. Ein niedriger werdender Muskel/Fett-Index des linken M. obliquus capitis inferior ging mit aufsteigendem Alter einher. Am rechten M. sternocleidomastoideus auf Wirbelkörperhöhe C3 zeigte sich jedoch mit aufsteigendem Alter ein höher werdender Muskel/Fett-Index.
Diese Studie kann Grundlage für nachfolgende Untersuchungen sein. Im Besonderen sollten in weiterführenden Untersuchungen weitere Assoziationen zwischen der fettigen Infiltration der Hals-und Nackenmuskulatur in Form eines erhöhten Muskel/Fett-Indexes mit craniomandibulären Dysfunktionen, körperlicher Fehlbelastung, Dysbalancen im Bewegungsmuster und psychosomatischen Hals- und Nackenbeschwerden näher betrachtet werden.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Assoziationen von Sexualhormonen und anthropometrischen Parametern bei Frauen und Männern aus der Allgemeinbevölkerung zu untersuchen.
Studiendesign und Methodik
Es wurden Querschnittsdaten von 957 Frauen und Männern aus der bevölkerungsbasierten Gesundheitsstudie in Pommern „Study of Health in Pomerania“ (SHIP) verwendet. Assoziationen von Sexualhormonen mit physischen, laborchemischen und bildgebenden Parametern der Anthropometrie wurden in multivariablen Regressionsmodellen für die gesamte Stichprobe analysiert und nach Geschlecht stratifiziert. Sexualhormonmessungen umfassten Gesamttestosteron (TT), freies Testosteron (fT), Estron und Estradiol, Androstendion (ASD), Dehydroepiandrosteronsulfat (DHEAS) und Sexualhormon-bindendes Globulin (SHBG). Zu den anthropometrischen Parametern zählten Body-Mass-Index (BMI), Taillenumfang, Hüftumfang, Taille-zu-Höhe-Verhältnis und Taillen-Hüft-Verhältnis (WHR). Zu den Magnetresonanztomographie basierten Messgrößen zählten viszerales Fettgewebe und subkutanes Fettgewebe. Zu den laborchemisch bestimmten Fettgewebshormonen zählten Leptin und Vaspin.
Ergebnisse
Bei Männern wurden inverse Assoziationen zwischen allen berücksichtigten anthropometrischen Parametern mit TT gefunden: BMI (β-Koeffizient, Standardfehler (SE): -0,159, 0,037), Taillenumfang (β-Koeffizient, SE: -0,892, 0,292), subkutan Fettgewebe (β-Koeffizient, SE: -0,156, 0,023) und Leptin (β-Koeffizient, SE: -0,046, 0,009). Bei Frauen waren TT (β-Koeffizient, SE: 1,356, 0,615) und Estron (β-Koeffizient, SE: 0,014, 0,005) positiv mit dem BMI assoziiert. In Varianzanalysen waren BMI und Leptin bei Männern invers mit TT, ASD und DHEAS assoziiert, jedoch positiv mit Estron. Bei Frauen waren BMI und Leptin mit allen Sexualhormonen positiv assoziiert.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend bestätigte und erweiterte die vorliegende Arbeit die zuvor beschriebenen geschlechtsspezifischen Assoziationen zwischen Sexualhormonen und verschiedenen anthropometrischen Parametern für Übergewicht und Adipositas.
Einleitung
Der EQ-5D ist ein etablierter Fragebogen zur Messung der gesundheitsbezogenen
Lebensqualität von Erwachsenen. Die Entwicklung einer kinderfreundlichen Version dieses
Instrumentes, namens EQ-5D-Y, ermöglicht die Erhebung von vergleichbaren
Lebensqualitätsdaten bei Kindern und Jugendlichen. Die vorliegende Studie dient der
ergänzenden Validierung und methodischen Absicherung des EQ-5D-Y durch Anwendung
bei kranken Kindern und Jugendlichen.
Methoden
Es wurden 235 akut und chronisch erkrankte Probanden, davon 107 Kinder (5-12 Jahre) und
128 Jugendliche (13-18 Jahre), in die Studie eingeschlossen. Die Befragungen wurden im
Krankenhaus, in ambulanten Sprechstunden und in Rehakliniken durchgeführt. Die
Rehapatienten wurden zum Rehabeginn sowie vor der Abreise befragt, während bei allen
anderen Patienten eine einmalige Datenerhebung erfolgte. Der Patientenfragebogen umfasste
neben dem EQ-5D-Y weitere bereits validierte Lebensqualitätsinstrumente wie den KINDL-R
und den KIDSCREEN-10. Die behandelnden Ärzte beantworteten ebenfalls einen
Fragebogen, der u.a. die Proxy-Version des EQ-5D-Y beinhaltete.
Neben Häufigkeitsanalysen des EQ-5D-Y auf Itemebene wurden die fehlenden Werte
ausgezählt sowie Mittelwerte und Standardabweichungen berechnet und mit dem KINDL-R
und KIDSCREEN-10 verglichen. Eine Varianzanalyse sollte Unterschiede zwischen den
einzelnen Diagnosegruppenmittelwerten detektieren. Zur Bestimmung der konvergenten
Validität wurde der EQ-5D-Y mit den beiden genannten Vergleichsinstrumenten korreliert.
Weiterhin wurden die Patientendaten den Ärztedaten gegenübergestellt und auf
Übereinstimmung überprüft. Die Daten der Längsschnittstudie der Rehagruppe dienten der
Berechnung der Änderungssensitivität. Mithilfe eines Ankerinstrumentes wurden je nach hier
angegebener Veränderung des Wohlbefindens drei Gruppen gebildet (verbesserter,
unveränderter oder verschlechterter subjektiver Gesundheitszustand) und die standardisierten
Effektstärken (SES) berechnet.
Ergebnisse
Die Kinder waren im Durchschnitt 10,31 (SD 1,46) und die Jugendlichen 15,22 (SD 1,52)
Jahre alt. In beiden Altersgruppen wurden im EQ-5D-Y am häufigsten Schwierigkeiten im
Bereich ‚Schmerzen/körperliche Beschwerden‘ und am seltensten in der Dimension ‚für sich
selbst sorgen‘ angegeben. Die von 0-100 transformierten Mittelwerte des EQ-5D-Y lagen bei
90,47 (Kinder) und 84,45 (Jugendliche), die der EQ-VAS bei 82,79 (Kinder), 78,25
(Jugendliche). In der Kinderbefragung blieb im EQ-5D-Y eine Frage unbeantwortet, bei den
Jugendlichen gab es je zwei fehlende Werte beim EQ-5D-Y und bei der EQ-VAS. Die
Deckeneffekte betrugen beim EQ-5D-Y 47,7% in der Kindergruppe und 34,4% in der
Jugendgruppe, bei der EQ-VAS: 21,5% (Kinder), 7,0% (Jugendliche). Ein
schlechtmöglichster Gesundheitszustand wurde nicht genannt. Verglichen mit dem KINDL-R
und dem KIDSCREEN-10 waren die Mittelwerte und Deckeneffekte des EQ-5D-Y größer
und der Anteil fehlender Werte deutlich geringer. In der Varianzanalyse wurden verglichen
mit den anderen Instrumenten die meisten signifikanten Unterschiede für den EQ-5D-Y
insbesondere in der Gruppe mit akuten Erkrankungen berechnet. Die Korrelationen zwischen
dem EQ-5D-Y und den Vergleichsinstrumenten lagen in beiden Altersgruppen insgesamt im
mittleren Bereich. Die EQ-VAS korrelierte in der Kindergruppe schwach und in der
Jugendgruppe mittel bis stark mit dem KIDSCREEN-10 und dem Gesamtwert des KINDL-R.
Im Arzt-Patienten-Vergleich wurden in beiden Altersgruppen die höchsten Werte (Cohens
Kappa) in der Dimension ‚Schmerzen/körperliche Beschwerden‘ berechnet (Kinder: 0,23,
Jugendliche: 0,27). Die stärkste Korrelation nach Pearson fand sich im Item
Schmerzen/körperliche Beschwerden (0,21) in der Kindergruppe. Bei den Jugendlichen lag
der größte Wert bei 0,38 in der Dimension ‚alltägliche Tätigkeiten‘. Die ICC für die EQ-VAS
lag bei 0,05 (Kinder) und 0,23 (Jugendliche). In der Rehapatientengruppe mit unverändertem
Wohlbefinden lagen die SES des EQ-5D-Y bei annähernd Null (-0,08 Kinder; -0,13
Jugendliche). Bei der EQ-VAS lagen die Werte in dieser Gruppe bei 0,50 (Kinder), 0,18
(Jugendliche). In der Gruppe mit subjektiver Gesundheitsverbesserung zeigte der EQ-5D-Y
eine positive Veränderung an (0,47 Kinder; 0,25 Jugendliche). Für die EQ-VAS wurden hier
ebenfalls positive SES berechnet. In der Gruppe mit verschlechtertem Befinden betrugen die
SES des EQ-5D-Y -0,20 (Kinder) und 0,01 (Jugendliche), die SES der EQ-VAS 0,04 (Kinder)
sowie -1,12 (Jugendliche). Die SES der Vergleichsinstrumente waren ebenfalls entsprechend
der Gruppenzuteilung meist positiv, gleichbleibend oder negativ.
Schlussfolgerung
Der EQ-5D-Y-Fragebogen erwies sich bezüglich der durchgeführten Analysen insbesondere
im Vergleich zu den bereits erprobten HRQoL-Instrumenten bei der Anwendung an kranken
Kindern und Jugendlichen als hinreichend valide. Durch die begrenzte Diagnosenauswahl und
relativ kleinen Stichprobenumfänge wäre es jedoch empfehlenswert, die dargelegten
Ergebnisse durch weitere Daten zu ergänzen.